JPWO2008108466A1 - Improved halohydrin epoxidase - Google Patents

Improved halohydrin epoxidase Download PDF

Info

Publication number
JPWO2008108466A1
JPWO2008108466A1 JP2008517262A JP2008517262A JPWO2008108466A1 JP WO2008108466 A1 JPWO2008108466 A1 JP WO2008108466A1 JP 2008517262 A JP2008517262 A JP 2008517262A JP 2008517262 A JP2008517262 A JP 2008517262A JP WO2008108466 A1 JPWO2008108466 A1 JP WO2008108466A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amino acid
residue
halohydrin epoxidase
acid sequence
improved
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008517262A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5226509B2 (en
Inventor
卓理 秋山
卓理 秋山
不二夫 湯
不二夫 湯
文昭 渡辺
文昭 渡辺
優弥 滝川
優弥 滝川
佐藤 栄治
栄治 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp, Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2008517262A priority Critical patent/JP5226509B2/en
Publication of JPWO2008108466A1 publication Critical patent/JPWO2008108466A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5226509B2 publication Critical patent/JP5226509B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/002Nitriles (-CN)
    • C12P13/004Cyanohydrins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/10Cells modified by introduction of foreign genetic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0071Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

工業的に有用な改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ、その製造方法、及びそれを用いたエピハロヒドリン又は4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法を提供する。本発明の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、所定のアミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIを含む野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して特定のアミノ酸置換変異が導入されたアミノ酸配列からなるものである。Provided are an industrially useful improved halohydrin epoxidase, a method for producing the same, and a method for producing epihalohydrin or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile using the same. The improved halohydrin epoxidase of the present invention comprises an amino acid sequence in which a specific amino acid substitution mutation is introduced into the amino acid sequence of a wild-type halohydrin epoxidase containing a predetermined amino acid sequence I and amino acid sequence II. It is.

Description

本発明は、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ及びその製造方法等に関する。   The present invention relates to an improved halohydrin epoxidase and a method for producing the same.

ハロヒドリンエポキシダーゼは、ハロヒドリンハイドロゲンハライドリアーゼ、ハロヒドリンデハロゲナーゼ又はハロアルコールデハロゲナーゼとも称され、1,3−ジハロ−2−プロパノールをエピハロヒドリンに変換する活性及びその逆反応を触媒する活性を有する酵素(EC number: 4.5.1.-)である。ハロヒドリンエポキシダーゼは、アミノ酸配列の相同性などから、3つのグループ(グループA、グループB、グループC)に大別されることが知られている(非特許文献1:J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001)。グループAに分類されるハロヒドリンエポキシダーゼとしては、コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheA(非特許文献2:Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451-1457, 1994)、アースロバクター属(Arthrobacter sp.)AD2株由来のHheAAD2(非特許文献1)、アースロバクター属(Arthrobacter sp.)PY1株由来のDeh-PY1(非特許文献3:J. Health. Sci., 50 (6), 605-612, 2004)などが挙げられる。グループBに分類されるハロヒドリンエポキシダーゼとしては、コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(非特許文献2)、マイコバクテリウム属(Mycobacterium sp.)GP1株由来のHheBGP1(非特許文献1)、アースロバクター エリシー(Arthrobacter erithii)H10a株由来のDehA(非特許文献4:Enz. Microbiol. Technol., 22, 568-574, 1998)などが挙げられる。グループCに分類されるハロヒドリンエポキシダーゼとしては、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)DH094株由来のHheC(特許文献1:特開平10-210981号公報)、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheC(非特許文献)、アグロバクテリウム チュメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)由来のHalB(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?db=protein&val=4960076#feature 4960076)(非特許文献5:Thesis (1996) University of Wales, Cardiff, United Kingdom)などが挙げられる。Halohydrin epoxidase, also called halohydrin hydrogen halide lyase, halohydrin dehalogenase or haloalcohol dehalogenase, catalyzes the activity of converting 1,3-dihalo-2-propanol to epihalohydrin and its reverse reaction (EC number: 4.5.1.-). It is known that halohydrin epoxidases are roughly classified into three groups (group A, group B, group C) based on amino acid sequence homology (Non-patent Document 1: J. Bacteriology, 183). (17), 5058-5066, 2001). As halohydrin epoxidases classified into Group A, HheA derived from Corynebacterium sp. N-1074 (Non-patent Document 2: Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451- 1457, 1994), HheA AD2 derived from Arthrobacter sp. AD2 strain (Non-patent document 1), Deh-PY1 derived from Arthrobacter sp. Strain PY1 (Non-patent document 3: J Health. Sci., 50 (6), 605-612, 2004). The halohydrin epoxidases classified into group B include HheB (Non-patent Document 2) derived from Corynebacterium sp. N-1074 strain, and Mycobacterium sp. GP1 strain. HheB GP1 (Non-patent Document 1), DehA derived from Arthrobacter erithii H10a strain (Non-patent Document 4: Enz. Microbiol. Technol., 22, 568-574, 1998) and the like. Examples of halohydrin epoxidases classified into group C include HheC derived from Agrobacterium radiobacter DH094 strain (Patent Document 1: JP-A-10-210981), Agrobacterium radiobacter (Agrobacterium radiobacter). ) HheC derived from AD1 strain (non-patent literature), HalB derived from Agrobacterium tumefaciens (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?db=protein&val = 4960076 # feature 4960076) (Non-Patent Document 5: Thesis (1996) University of Wales, Cardiff, United Kingdom).

エピハロヒドリンは種々の医薬品や生理活性物質の合成原料として有用な物質である。例えば、(R)−エピハロヒドリンの開環シアノ化によって得られる(R)−(−)−4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルは、L−カルニチンの合成原料として有用であることが知られている(特許文献2:特開昭57-165352号公報)。少なくとも一部のハロヒドリンエポキシダーゼについては、上述した1,3−ジハロ−2−プロパノールをエピハロヒドリンに変換する活性及びその逆反応を触媒する活性に加え、シアン化合物の存在下にエピハロヒドリンを開環シアノ化して4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成する反応を触媒することが明らかになっており、その反応を利用した例として、1,3−ジハロ−2−プロパノールから光学活性4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法(特許文献3:特開平3-053889号公報、特許文献4:特開2001-25397号公報)及びエピハロヒドリンから光学活性4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法(特許文献5:特開平3-053890号公報)が知られている。   Epihalohydrin is a useful substance as a raw material for synthesizing various pharmaceuticals and physiologically active substances. For example, (R)-(−)-4-halo-3-hydroxybutyronitrile obtained by ring-opening cyanation of (R) -epihalohydrin is known to be useful as a raw material for the synthesis of L-carnitine. (Patent Document 2: JP 57-165352 A). For at least some of the halohydrin epoxidases, in addition to the activity of converting 1,3-dihalo-2-propanol to epihalohydrin and the activity of catalyzing the reverse reaction, the epihalohydrin can be opened in the presence of a cyanide compound. It has been clarified to catalyze the reaction of cyanation to form 4-halo-3-hydroxybutyronitrile. As an example using this reaction, 1,3-dihalo-2-propanol is optically active 4- Process for producing halo-3-hydroxybutyronitrile (Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 3-053889, Patent Document 4: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-25397) and optically active 4-halo-3-hydroxybutyrate from epihalohydrin A method for producing ronitrile (Patent Document 5: Japanese Patent Laid-Open No. 3-053890) is known.

ところで、自然界より分離された微生物の菌体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性は、工業的利用の見地からは必ずしも十分に高いものではない。この課題を解決すべく、遺伝子組み換え技術を利用して形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性を向上させる試みが行われている。例えば、コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のハロヒドリンエポキシダーゼHheBをコードする遺伝子をクローン化した種々発現プラスミドを導入することによって得られる種々の形質転換体を用いて、効率よく光学活性4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造できることが示されている(特許文献6:特開平4-278089号公報、特許文献7:特開平5-317066号公報、及び特許文献8:特開2007-049932号公報)。これらの形質転換体では、菌体内にハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を多コピー保有させることによって、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性を大きく向上させることに成功している。   By the way, the halohydrin epoxidase activity per cell of microorganisms isolated from the natural world is not always sufficiently high from the viewpoint of industrial use. In order to solve this problem, attempts have been made to improve halohydrin epoxidase activity per transformant using genetic recombination technology. For example, using various transformants obtained by introducing various expression plasmids obtained by cloning a gene encoding halohydrin epoxidase HheB from Corynebacterium sp. N-1074 strain, It has been shown that optically active 4-halo-3-hydroxybutyronitrile can be produced efficiently (Patent Document 6: JP-A-4-78089, Patent Document 7: JP-A-5-317066, and Patent Documents). 8: JP 2007-049932 A). In these transformants, the halohydrin epoxidase activity per transformant has been greatly improved by retaining multiple copies of the halohydrin epoxidase gene in the cells.

一方、近年の遺伝子工学技術の進歩により、酵素タンパク質の構成アミノ酸の1個以上を欠失、付加、挿入、もしくは他のアミノ酸で置換した変異体を意図的に作製することが可能となっている。これら変異体は、該変異の種類によっては、変異の導入されていない酵素と比較して、活性、安定性、有機溶媒耐性、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、基質特異性などの性能が向上することが知られている。これら性能の向上は、活性あたりの酵素触媒製造コスト低減、酵素触媒の安定化、反応工程の簡略化、反応収率の向上等を通じて、酵素反応を利用した工業的生産における大幅な生産コスト低減をもたらすことがある。従って、多くの酵素において様々な性能が向上した有用な改良酵素の創製が行われている。ハロヒドリンエポキシダーゼにおいても、構成アミノ酸の1個以上を欠失、付加、挿入、もしくは他のアミノ酸で置換した変異体の報告がなされている。例えば、特許文献9(国際公開第2005/017141号パンフレット)には、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCの変異体369種及びコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheBの変異体1種類がが記載されている。また、特許文献10(米国特許出願公開第2005/0272064号明細書)には、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCの変異体570種類及びコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheBの変異体1種類が記載されている。さらに、特許文献11(米国特許出願公開第2006/0099700号明細書)には、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCの変異体1422種類及びコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheBの変異体1種類が記載されている。これらのうちのいくつかの変異体については、エチル(R)−4−クロロ−3−ヒドロキシブチレイトからエチル(S)−4−シアノ−3−ヒドロキシブチレイトへの変換反応における活性が向上したことが示されている。また、非特許文献6(J. Bacteriol., 183 (17) , 5058-5066, 2001)には、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCの変異体Ser132Ala、Ser132Cys、Tyr145Phe、Arg149Lys、Arg149Glu及びArg149Glnが記載されている。非特許文献7(Enz. Microbiol. Technol., 30, 251-258, 2002)には、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCの変異体C30A、C153S、C229A及びC153S/C229Aが記載されており、変異体C30A及びC153Sは野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも安定性が向上したことが示されている。非特許文献8(EMBO J., 22 (19) , 4933-4944, 2003)には、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCの変異体Asp80Asn及びAsp80Alaが記載されている。非特許文献9(Biochemistry, 42 (47), 14057-14065, 2003)には、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCの変異体W139F、W192F、W238F及びW249Fが記載されている。非特許文献10(Biochemistry, 44 (17), 6609-6618, 2005)には、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCの変異体N176A、N176D及びY187Fが記載されている。これらはいずれもアグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のハロヒドリンエポキシダーゼHheCの変異体に関するものである。   On the other hand, recent advances in genetic engineering technology have made it possible to intentionally create mutants in which one or more of the constituent amino acids of the enzyme protein are deleted, added, inserted, or substituted with other amino acids. . Depending on the type of mutation, these mutants have improved performance, such as activity, stability, organic solvent resistance, heat resistance, acid resistance, alkali resistance, and substrate specificity, compared to an enzyme into which no mutation has been introduced. It is known to do. These performance improvements can significantly reduce production costs in industrial production using enzyme reactions by reducing enzyme catalyst production costs per activity, stabilizing enzyme catalysts, simplifying reaction processes, and improving reaction yields. May bring. Therefore, creation of useful improved enzymes having various performances improved in many enzymes. In halohydrin epoxidase, a mutant in which one or more constituent amino acids are deleted, added, inserted, or substituted with another amino acid has been reported. For example, Patent Document 9 (International Publication No. 2005/017141 pamphlet) includes 369 HheC variants derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain and Corynebacterium sp. N-1074. One type of HheB variant from the strain is described. Patent Document 10 (US Patent Application Publication No. 2005/0272064) includes 570 types of HheC variants derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain and Corynebacterium sp. One variant of HheB from the N-1074 strain is described. Further, Patent Document 11 (US Patent Application Publication No. 2006/0099700) discloses 1422 types of mutants of HheC derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain and Corynebacterium sp. One variant of HheB from the N-1074 strain is described. Some of these mutants have improved activity in the conversion reaction of ethyl (R) -4-chloro-3-hydroxybutyrate to ethyl (S) -4-cyano-3-hydroxybutyrate. It has been shown. Further, Non-Patent Document 6 (J. Bacteriol., 183 (17), 5058-5066, 2001) includes mutants of HheC derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain Ser132Ala, Ser132Cys, Tyr145Phe, Arg149Lys. Arg149Glu and Arg149Gln are described. Non-patent document 7 (Enz. Microbiol. Technol., 30, 251-258, 2002) includes mutants C30A, C153S, C229A and C153S / C229A of HheC derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain. It has been described that mutants C30A and C153S have improved stability over wild type halohydrin epoxidase. Non-Patent Document 8 (EMBO J., 22 (19), 4933-4944, 2003) describes mutants Asp80Asn and Asp80Ala of HheC derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain. Non-patent document 9 (Biochemistry, 42 (47), 14057-14065, 2003) describes mutants W139F, W192F, W238F and W249F of HheC derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain. . Non-Patent Document 10 (Biochemistry, 44 (17), 6609-6618, 2005) describes HheC mutants N176A, N176D and Y187F derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain. These all relate to mutants of halohydrin epoxidase HheC derived from Agrobacterium radiobacter AD1 strain.

特開平10-210981号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-210981 特開昭57-165352号公報JP 57-165352 A 特開平3-053889号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-053889 特開2001-25397号公報JP 2001-25397 特開平3-053890号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-053890 特開平4-278089号公報JP-A-4-78089 特開平5-317066号公報JP-A-5-317066 特開2007-049932号公報JP 2007-049932 A 国際公開第2005/017141号パンフレットInternational Publication No. 2005/017141 Pamphlet 米国特許出願公開第2005/0272064号明細書US Patent Application Publication No. 2005/0272064 米国特許出願公開第2006/0099700号明細書US Patent Application Publication No. 2006/0099700 J. Bacteriol., 183 (17), 5058-5066, 2001J. Bacteriol., 183 (17), 5058-5066, 2001 Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451-1457, 1994Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451-1457, 1994 J. Health. Sci., 50 (6), 605-612, 2004J. Health. Sci., 50 (6), 605-612, 2004 Enz. Microbiol. Technol., 22, 568-574, 1998Enz. Microbiol. Technol., 22, 568-574, 1998 Thesis (1996) University of Wales, Cardiff, United KingdomThesis (1996) University of Wales, Cardiff, United Kingdom J. Bacteriol., 183 (17), 5058-5066, 2001J. Bacteriol., 183 (17), 5058-5066, 2001 Enz. Microbiol., Technol. 30, 251-258, 2002Enz. Microbiol., Technol. 30, 251-258, 2002 EMBO J., 22 (19), 4933-4944, 2003EMBO J., 22 (19), 4933-4944, 2003 Biochemistry, 42 (47), 14057-14065, 2003Biochemistry, 42 (47), 14057-14065, 2003 Biochemistry, 44 (17), 6609-6618, 2005Biochemistry, 44 (17), 6609-6618, 2005

ハロヒドリンエポキシダーゼを工業的に利用する場合には、酵素触媒として更なる高度化が望まれる。例えば、上述したように形質転換体内におけるハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の高コピー化により、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性をある程度まで高めることができるが、経済性・実用性の見地から、さらなる活性向上が望まれる。従って、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性の向上をもたらすようなハロヒドリンエポキシダーゼが望まれる。また、光学活性な4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造を目的とする場合、既知のハロヒドリンエポキシダーゼにより製造される4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの光学純度は必ずしも十分に高いものではない。従って、より光学純度の高い4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成するような、立体選択性が向上したハロヒドリンエポキシダーゼが望まれる。また、1,3−ジハロ−2−プロパノールを出発原料としてハロヒドリンエポキシダーゼにより4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造を行う場合、生成物(塩化物イオン及び4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリル)の阻害による反応速度の低下が生じうる。従って、生成物阻害を受け難いハロヒドリンエポキシダーゼが望まれる。また、4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを安価に製造するためには、通常、反応系内の基質及び/又は生成物(4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリル)濃度を高くして装置あたりの生産性を向上させることが望ましいが、既知のハロヒドリンエポキシダーゼによる生成物蓄積濃度は必ずしも十分に高いものではない。従って、高濃度の生成物を蓄積できるハロヒドリンエポキシダーゼが望まれる。   When halohydrin epoxidase is used industrially, further advancement as an enzyme catalyst is desired. For example, as described above, the halohydrin epoxidase gene per transformant can be increased to a certain degree by increasing the copy of the halohydrin epoxidase gene in the transformant, but from the viewpoint of economy and practicality. Further improvement in activity is desired. Accordingly, a halohydrin epoxidase is desired that results in improved halohydrin epoxidase activity per transformant. In addition, when the purpose is to produce optically active 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, the optical purity of 4-halo-3-hydroxybutyronitrile produced by a known halohydrin epoxidase is not always sufficient. It is not expensive. Therefore, a halohydrin epoxidase with improved stereoselectivity that produces 4-halo-3-hydroxybutyronitrile with higher optical purity is desired. When 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is produced by halohydrin epoxidase using 1,3-dihalo-2-propanol as a starting material, the product (chloride ion and 4-halo-3- The reaction rate may decrease due to inhibition of (hydroxybutyronitrile). Accordingly, halohydrin epoxidases that are less susceptible to product inhibition are desired. In order to produce 4-halo-3-hydroxybutyronitrile at a low cost, the concentration of the substrate and / or product (4-halo-3-hydroxybutyronitrile) in the reaction system is usually increased. While it is desirable to improve per-product productivity, the product accumulation concentration with known halohydrin epoxidases is not necessarily high enough. Accordingly, halohydrin epoxidases that can accumulate high concentrations of product are desired.

そこで、本発明の目的は、これら課題を解決しうるハロヒドリンエポキシダーゼ、及びその製造方法、ならびにそれを用いたエピハロヒドリン又は4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a halohydrin epoxidase that can solve these problems, a method for producing the same, and a method for producing epihalohydrin or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile using the same. is there.

本発明者らは、上記課題を解決するために誠意研究を行った。その結果、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列、特にグループBに分類される野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列において、特定のアミノ酸残基を他のアミノ酸に置換することにより、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性、立体選択性、生成物阻害耐性、生成物蓄積能などの属性が向上した改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを創出できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors conducted sincere research to solve the above problems. As a result, in the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase, particularly in the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase classified in group B, transformation is performed by substituting a specific amino acid residue with another amino acid. The inventors found that an improved halohydrin epoxidase having improved attributes such as halohydrin epoxidase activity per body, stereoselectivity, product inhibition resistance, and product accumulation ability, and completed the present invention. .

すなわち、本発明は以下の通りである。
(1) 以下のアミノ酸配列I:
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-A-R-α15(配列番号74)
(Sはセリン残基、Yはチロシン残基、Aはアラニン残基、Rはアルギニン残基を表し、α1〜α15はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
及び以下のアミノ酸配列II:
L-β16-R-L-β17-β18-β19-β20-E-β21(配列番号75)
(Lはロイシン残基、Rはアルギニン残基、Eはグルタミン酸残基を表し、β16〜β21はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
を含む野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して以下の(A)〜(D)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなる、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。
(A)開始アミノ酸残基(通常はメチオニン残基)より1残基C末端側のアミノ酸残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(B)α14残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(C)α15残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(D)β21残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
That is, the present invention is as follows.
(1) The following amino acid sequence I:
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-AR-α15 (SEQ ID NO: 74)
(S represents a serine residue, Y represents a tyrosine residue, A represents an alanine residue, R represents an arginine residue, and α1 to α15 each independently represent an identical or different arbitrary amino acid residue.)
And the following amino acid sequence II:
L-β16-RL-β17-β18-β19-β20-E-β21 (SEQ ID NO: 75)
(L represents a leucine residue, R represents an arginine residue, E represents a glutamic acid residue, and β16 to β21 each independently represent the same or different arbitrary amino acid residues.)
An improved halohydrin epoxy comprising an amino acid sequence in which any one or a plurality of amino acid mutations selected from the following (A) to (D) are introduced into the amino acid sequence of a wild-type halohydrin epoxidase containing Dase.
(A) Amino acid mutation in which one amino acid residue on the C-terminal side of the starting amino acid residue (usually methionine residue) is replaced with another amino acid (B) Amino acid in which α14 residue is replaced with another amino acid Mutation (C) Amino acid mutation in which α15 residue is replaced with another amino acid (D) Amino acid mutation in which β21 residue is replaced with another amino acid

(2) 以下のアミノ酸配列I:
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-A-R-α15(配列番号74)
(Sはセリン残基、Yはチロシン残基、Aはアラニン残基、Rはアルギニン残基を表し、α1〜α15はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
及び以下のアミノ酸配列II:
L-β16-R-L-β17-β18-β19-β20-E-β21(配列番号75)
(Lはロイシン残基、Rはアルギニン残基、Eはグルタミン酸残基を表し、β16〜β21はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
を含む野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して以下の(E)〜(H)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなる、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。
(E)開始アミノ酸残基(通常はメチオニン残基)より1残基C末端側のアミノ酸残基がリジン又はアスパラギンに置換されたアミノ酸変異
(F)α14残基がアラニン、システイン又はセリンに置換されたアミノ酸変異
(G)α15残基がアラニン、セリン又はトリプトファンに置換されたアミノ酸変異
(H)β21残基がグルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、セリン、スレオニン、チロシン、ロイシン、イソロイシン又はメチオニンに置換されたアミノ酸変異
(2) The following amino acid sequence I:
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-AR-α15 (SEQ ID NO: 74)
(S represents a serine residue, Y represents a tyrosine residue, A represents an alanine residue, R represents an arginine residue, and α1 to α15 each independently represent an identical or different arbitrary amino acid residue.)
And the following amino acid sequence II:
L-β16-RL-β17-β18-β19-β20-E-β21 (SEQ ID NO: 75)
(L represents a leucine residue, R represents an arginine residue, E represents a glutamic acid residue, and β16 to β21 each independently represent the same or different arbitrary amino acid residues.)
An improved halohydrin epoxy comprising an amino acid sequence into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from the following (E) to (H) is introduced into the amino acid sequence of a wild-type halohydrin epoxidase containing Dase.
(E) Amino acid mutation in which one residue C-terminal amino acid residue is replaced with lysine or asparagine from the starting amino acid residue (usually methionine residue) (F) α14 residue is replaced with alanine, cysteine or serine (G) Amino acid mutation in which α15 residue is substituted with alanine, serine or tryptophan (H) Amino acid in which β21 residue is substituted with glutamine, glutamic acid, histidine, serine, threonine, tyrosine, leucine, isoleucine or methionine Mutation

上記(1)及び(2)に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼにおいて、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼとしては、例えば、グループBに分類されるものが挙げられる。
上記(1)及び(2)に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼにおいて、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼとしては、例えば、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属細菌又はマイコバクテリウム(Mycobacterium)属細菌由来のもの等が挙げられる。
In the improved halohydrin epoxidase described in (1) and (2) above, examples of the wild-type halohydrin epoxidase include those classified into Group B.
In the improved halohydrin epoxidase described in (1) and (2) above, examples of the wild-type halohydrin epoxidase include those derived from bacteria belonging to the genus Corynebacterium or Mycobacterium. And the like.

上記(1)及び(2)に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼにおいて、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列としては、例えば、配列番号1又は配列番号2に示されるアミノ酸配列等が挙げられる。
上記(1)及び(2)に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼとしては、例えば、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して以下の(i)〜(iii)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなるもの等が挙げられる。
(i)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基、α14残基、α15残基及びβ21残基以外のアミノ酸残基より選択される1個もしくは数個のアミノ酸残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(ii)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基、アミノ酸配列Iに含まれるアミノ酸残基及びアミノ酸配列IIに含まれるアミノ酸残基以外のアミノ酸残基より選択される1個もしくは数個のアミノ酸残基が欠失したアミノ酸変異
(iii)開始アミノ酸残基より2残基以上C末端側のアミノ酸残基からなる領域のうちアミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIからなる領域以外の領域中に、1個もしくは数個の任意のアミノ酸残基が挿入されたアミノ酸変異
In the improved halohydrin epoxidase described in (1) and (2) above, examples of the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase include the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, and the like. It is done.
Examples of the improved halohydrin epoxidase described in (1) and (2) above include any one selected from the following (i) to (iii) with respect to the amino acid sequence of wild-type halohydrin epoxidase: Or an amino acid sequence having a plurality of amino acid mutations introduced therein.
(I) One or several amino acid residues selected from amino acid residues other than the amino acid residue at the C-terminal side, α14 residue, α15 residue and β21 residue from the starting amino acid residue (Ii) Amino acid residues one residue C-terminal from the starting amino acid residue, amino acid residues included in amino acid sequence I, and amino acid residues other than amino acid residues included in amino acid sequence II Amino acid mutation in which one or several amino acid residues selected from the group are deleted (iii) Amino acid sequence I and amino acid sequence in a region consisting of two or more residues from the starting amino acid residue and C-terminal amino acid residues Amino acid mutation in which one or several arbitrary amino acid residues are inserted in a region other than the region consisting of II

(3) 上記(1)又は(2)に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼをコードする遺伝子。
(4) 上記(3)に記載の遺伝子を含む組換えベクター。
(5) 上記(4)に記載の組換えベクターを宿主に導入して得られる形質転換体又は形質導入体。
(6) 上記(5)に記載の形質転換体又は形質導入体を培養して得られる培養物。
(3) A gene encoding the improved halohydrin epoxidase according to (1) or (2) above.
(4) A recombinant vector comprising the gene according to (3) above.
(5) A transformant or transductant obtained by introducing the recombinant vector according to (4) above into a host.
(6) A culture obtained by culturing the transformant or transductant described in (5) above.

(7) 上記(6)に記載の培養物から採取される改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。
(8) 上記(5)に記載の形質転換体又は形質導入体を培養し、得られる培養物から改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを採取することを特徴とする、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼの製造方法。
(9) 上記(1)、(2)又は(7)に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ、及び/又は上記(6)に記載の培養物を、1,3−ジハロ−2−プロパノールと接触させることによりエピハロヒドリンを生成させることを特徴とする、エピハロヒドリンの製造方法。
(7) An improved halohydrin epoxidase collected from the culture according to (6) above.
(8) An improved halohydrin epoxidase characterized by culturing the transformant or transductant described in (5) above and collecting the improved halohydrin epoxidase from the resulting culture. Production method.
(9) The improved halohydrin epoxidase according to (1), (2) or (7) above and / or the culture according to (6) above, and 1,3-dihalo-2-propanol A method for producing epihalohydrin, characterized in that epihalohydrin is produced by contact.

(10) 上記(1)、(2)又は(7)に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ、及び/又は上記(6)に記載の培養物を、シアン化合物存在下、1,3−ジハロ−2−プロパノール又はエピハロヒドリンと接触させることにより4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成させることを特徴とする、4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法。 (10) The improved halohydrin epoxidase according to (1), (2) or (7) above and / or the culture according to (6) above, in the presence of a cyanide compound, 1,3-dihalo A process for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, wherein 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is produced by contacting with 2-propanol or epihalohydrin.

本発明によれば、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性、立体選択性、生成物阻害耐性、生成物蓄積能などが向上した改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ得ることができるとともに、これらを利用してエピハロヒドリン又は4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを効率よく製造することができる。   According to the present invention, an improved halohydrin epoxidase having improved halohydrin epoxidase activity, stereoselectivity, product inhibition resistance, product accumulation ability and the like per transformant can be obtained. Utilizing this, epihalohydrin or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile can be efficiently produced.

野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体(JM109/pST111、JM109/pSTK001及びJM109/pSTT001)及び改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体(JM109/pSTK002、JM109/pSTK003 、JM109/pSTT002及びJM109/pSTT003)由来の粗酵素液を、SDS-PSGEで分析した結果を表す図である。Wild type halohydrin epoxidase expression transformants (JM109 / pST111, JM109 / pSTK001 and JM109 / pSTT001) and improved halohydrin epoxidase expression transformants (JM109 / pSTK002, JM109 / pSTK003, JM109 / pSTT002 and JM109) FIG. 4 is a diagram showing the result of analyzing a crude enzyme solution derived from / pSTT003) by SDS-PSGE.

以下に本発明の実施の形態について説明するが、本実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施の形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施をすることができる。
なお、本明細書は、本願優先権主張の基礎となる特願2007-057854号明細書の全体を包含する。また、本明細書において引用された全ての刊行物、例えば先行技術文献、及び公開公報、特許公報その他の特許文献は、参照として本明細書に組み込まれる。
Embodiments of the present invention will be described below. However, the present embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not intended to be limited to these embodiments. The present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
This specification includes the entire specification of Japanese Patent Application No. 2007-057854, which is the basis for claiming priority of the present application. In addition, all publications cited in the present specification, for example, prior art documents, and publications, patent publications and other patent documents are incorporated herein by reference.

(I)ハロヒドリンエポキシダーゼ活性
本発明において、「ハロヒドリンエポキシダーゼ活性」とは、1,3−ジハロ−2−プロパノールをエピハロヒドリンに変換する活性及びその逆反応を触媒する活性を意味する。1,3−ジハロ−2−プロパノールは、下記一般式(1)で示される化合物である。
(式中、X1及びX2は、それぞれ独立して同一の又は異なるハロゲン原子を表す。)
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的には1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,3−ジクロロ−2−プロパノール(以下、「DCP」と称することがある)、1,3−ジブロモ−2−プロパノール、1,3−ジヨード−2−プロパノール等が挙げられ、好ましくは、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノールである。
(I) Halohydrin epoxidase activity In the present invention, "halohydrin epoxidase activity" means an activity of converting 1,3-dihalo-2-propanol to epihalohydrin and an activity of catalyzing the reverse reaction. . 1,3-dihalo-2-propanol is a compound represented by the following general formula (1).
(In the formula, X 1 and X 2 each independently represent the same or different halogen atom.)
As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specifically, 1,3-difluoro-2-propanol, 1,3-dichloro-2-propanol (hereinafter sometimes referred to as “DCP”), 1,3-dibromo-2-propanol, 1,3- Examples include diiodo-2-propanol, and 1,3-dichloro-2-propanol and 1,3-dibromo-2-propanol are preferable.

エピハロヒドリンは、下記一般式(2)で示される化合物である。
(式中、Xはハロゲン原子を表す。)
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的にはエピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン(以下、「ECH」と称することがある)、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン等が挙げられ、特に好ましくはエピクロロヒドリン、エピブロモヒドリンである。
Epihalohydrin is a compound represented by the following general formula (2).
(In the formula, X represents a halogen atom.)
As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specific examples include epifluorohydrin, epichlorohydrin (hereinafter sometimes referred to as “ECH”), epibromohydrin, epiiodohydrin, and the like, and epichlorohydrin, epibromo are particularly preferred. It is a hydrin.

本発明においては、「ハロヒドリンエポキシダーゼ活性」は、時間あたりの1,3−ジハロ−2−プロパノールからのエピハロヒドリン生成量又は塩化物イオン生成量を測定することにより求めることができる。エピハロヒドリン生成量は、例えば、液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなどによって定量することができる。また、塩化物イオン生成量は、例えば、その塩化物イオンの生成に伴って低下するpHをある一定の値に保つように連続的又は断続的にアルカリ溶液を添加し、時間あたりに要したアルカリの量から便宜的に求めることができる。この方法により算出されるハロヒドリンエポキシダーゼ活性を特に「脱クロル活性」と呼ぶことがある。また、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼに対する抗体を作製し、ウェスタンブロットやELISA法などの免疫学的手法によっても算出することが可能である。その他、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性が形質転換体内における発現量と比例すると仮定する場合は、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性が既知であるサンプルと比較することなどにより、SDS-PAGEなどの分析手段によっても間接的に求めることができる。SDS-PAGEは当業者であれば公知の方法を用いて行うことができる。   In the present invention, “halohydrin epoxidase activity” can be determined by measuring the amount of epihalohydrin produced from 1,3-dihalo-2-propanol or the amount of chloride ions produced per hour. The amount of epihalohydrin produced can be quantified by, for example, liquid chromatography or gas chromatography. In addition, the amount of chloride ions generated is, for example, by adding an alkaline solution continuously or intermittently so as to keep the pH that decreases with the generation of chloride ions at a certain value, For convenience. The halohydrin epoxidase activity calculated by this method may be particularly referred to as “dechlorination activity”. In addition, antibodies against improved halohydrin epoxidase can be prepared and calculated by immunological techniques such as Western blot or ELISA. In addition, if it is assumed that the halohydrin epoxidase activity is proportional to the expression level in the transformant, it can also be analyzed by SDS-PAGE or other analytical means, for example, by comparing with a sample with known halohydrin epoxidase activity. It can be obtained indirectly. SDS-PAGE can be performed by those skilled in the art using a known method.

なお、少なくとも一部のハロヒドリンエポキシダーゼについては、上述の「ハロヒドリンエポキシダーゼ活性」に加え、シアン化合物の存在下にエピハロヒドリンを開環シアノ化して4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成する反応を触媒する活性を有する。この場合におけるシアン化合物としては、シアン化水素、シアン化カリウム(以下、「KCN」と称することがある)、シアン化ナトリウム、シアン酸又はアセトンシアンヒドリン等の反応液中に添加した際にシアンイオン(CN−)又はシアン化水素を生じる化合物又はその溶液等が挙げられる。また、4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルは、下記一般式(3)で示される化合物である。
(式中、Xはハロゲン原子を表す。)
For at least some halohydrin epoxidases, 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is obtained by ring-opening cyanation of epihalohydrin in the presence of a cyanide compound in addition to the above-mentioned “halohydrin epoxidase activity”. Has the activity of catalyzing the reaction to produce In this case, the cyanide compound includes cyanide ion (CN−) when added to a reaction solution such as hydrogen cyanide, potassium cyanide (hereinafter sometimes referred to as “KCN”), sodium cyanide, cyanic acid, or acetone cyanohydrin. ) Or a compound that generates hydrogen cyanide or a solution thereof. Further, 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is a compound represented by the following general formula (3).
(In the formula, X represents a halogen atom.)

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的には4−フルオロ−3−ヒドロキシブチロニトリル、4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリル(以下、「CHBN」と称することがある)、4−ブロモ−3−ヒドロキシブチロニトリル、4−ヨード−3−ヒドロキシブチロニトリル等が挙げられ、好ましくは、4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリル、4−ブロモ−3−ヒドロキシブチロニトリルである。   As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specifically, 4-fluoro-3-hydroxybutyronitrile, 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile (hereinafter sometimes referred to as “CHBN”), 4-bromo-3-hydroxybutyronitrile, 4 -Iodo-3-hydroxybutyronitrile and the like can be mentioned, and 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile and 4-bromo-3-hydroxybutyronitrile are preferable.

(II)ハロヒドリンエポキシダーゼ
(II-1)野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ
本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ(特に好ましくは、グループBに分類されるもの)に変異(アミノ酸変異)を導入することによって改良したものあり、その由来は特に限定されるものではない。ここで、「野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ」とは、自然界の生物より分離されうるハロヒドリンエポキシダーゼを指し、該酵素を構成するアミノ酸配列において、意図的又は非意図的なアミノ酸の欠失又は他のアミノ酸による置換もしくは挿入がなく、天然由来の属性を保持したままのハロヒドリンエポキシダーゼを意味する。
(II) Halohydrin epoxidase (II-1) Wild-type halohydrin epoxidase The improved halohydrin epoxidase in the present invention is a wild-type halohydrin epoxidase (particularly preferably classified into group B). There is a thing improved by introducing a mutation (amino acid mutation) into the thing), and its origin is not particularly limited. As used herein, “wild-type halohydrin epoxidase” refers to a halohydrin epoxidase that can be isolated from a natural organism, and an intentional or unintentional deletion of an amino acid in the amino acid sequence constituting the enzyme. Alternatively, it means a halohydrin epoxidase that has no substitutions or insertions with other amino acids and retains its naturally derived attributes.

さらに、本発明において用いる野生型ハロヒドリンエポキシダーゼは、以下のアミノ酸配列I(19アミノ酸残基):
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-A-R-α15 (配列番号74)
(Sはセリン残基、Yはチロシン残基、Aはアラニン残基、Rはアルギニン残基を表し、α1〜α15はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
及び以下のアミノ酸配列II(10アミノ酸残基):
L-β16-R-L-β17-β18-β19-β20-E-β21 (配列番号75)
(Lはロイシン残基、Rはアルギニン残基、Eはグルタミン酸残基を表し、β16〜β21はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
を含むアミノ酸配列からなる。野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、アミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIを含むアミノ酸配列からなるものであるか否かは、公共の配列データベース、例えば、米国生物工学情報センター (NCBI; National Center for Biotechnology Information) により提供されるGenBankデータベース(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=protein)においてハロヒドリンエポキシダーゼとして登録されているものを検索し、該当したもののアミノ酸配列中に、上記アミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIが含まれるか否かを調べればよい。必要に応じて、遺伝子情報解析用ソフトウェアを用いて行うことができる。また、公知文献で野生型ハロヒドリンエポキシダーゼアミノ酸配列について記載されているものがあればそれを参考にしてもよい。例えば、J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001に記載されている各種野生型ハロヒドリンエポキシダーゼアミノ酸配列のアラインメント情報を参考にすることで、アミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIが含まれるか否か、及び全アミノ酸配列中のどの位置に含まれるかを知ることができる。なお、アミノ酸配列Iにおけるセリン残基、チロシン残基、アルギニン残基及びアラニン残基、ならびにアミノ酸配列IIにおけるロイシン残基、アルギニン残基及びグルタミン酸残基は、既知の各種野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列において高度に保存されている。
Furthermore, the wild-type halohydrin epoxidase used in the present invention has the following amino acid sequence I (19 amino acid residues):
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-AR-α15 (SEQ ID NO: 74)
(S represents a serine residue, Y represents a tyrosine residue, A represents an alanine residue, R represents an arginine residue, and α1 to α15 each independently represent an identical or different arbitrary amino acid residue.)
And the following amino acid sequence II (10 amino acid residues):
L-β16-RL-β17-β18-β19-β20-E-β21 (SEQ ID NO: 75)
(L represents a leucine residue, R represents an arginine residue, E represents a glutamic acid residue, and β16 to β21 each independently represent the same or different arbitrary amino acid residues.)
It consists of an amino acid sequence containing Whether or not the wild-type halohydrin epoxidase consists of an amino acid sequence including amino acid sequence I and amino acid sequence II is determined according to public sequence databases such as the National Center for Biotechnology Information (NCBI; National Center for Biotechnology Information). ) Search for those registered as halohydrin epoxidases in the GenBank database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=protein) provided by What is necessary is just to investigate whether the said amino acid sequence I and amino acid sequence II are contained in the amino acid sequence of applicable thing. If necessary, it can be performed using gene information analysis software. In addition, if there is a known literature describing the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase, it may be referred to. For example, amino acid sequence I and amino acid sequence II are included by referring to the alignment information of various wild-type halohydrin epoxidase amino acid sequences described in J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001. It is possible to know whether or not it is included and at which position in the entire amino acid sequence. The serine residue, tyrosine residue, arginine residue and alanine residue in amino acid sequence I, and leucine residue, arginine residue and glutamic acid residue in amino acid sequence II are known wild-type halohydrin epoxidases. Are highly conserved in the amino acid sequence.

野生型ハロヒドリンエポキシダーゼは、アミノ酸配列の相同性などから、3つのグループ(グループA、グループB、グループC)に大別されることが知られている(J. Bacteriology, 18 3(17), 5058-5066, 2001)。なかでも、本発明において用いる野生型ハロヒドリンエポキシダーゼとしては、グループBの属するものが特に好ましい。
グループAに分類されるハロヒドリンエポキシダーゼとしては、コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheA(Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451-1457, 1994)、アースロバクター属(Arthrobacter sp.)AD2株由来のHheAAD2(J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001)及びアースロバクター属(Arthrobacter sp.)PY1株由来のDeh-PY1(J. Health. Sci., 50 (6), 605-612, 2004)などが挙げられる。
グループBに分類されるハロヒドリンエポキシダーゼとしては、コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451, 1994)、マイコバクテリウム属(Mycobacterium sp.)GP1株由来のHheBGP1(J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001)、アースロバクター エリシー(Arthrobacter erithii)H10a株由来のDehA(Enz. Microbiol. Technol., 22, 568-574, 1998)などが挙げられる。グループCに分類されるハロヒドリンエポキシダーゼとしては、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)DH094株由来のHheC(特開平10−210981号公報)、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheC(J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001)、アグロバクテリウム チュメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)由来のHalB(Thesis (1996) University of Wales, Cardiff, United Kingdom)などが挙げられる。
なお、これらハロヒドリンエポキシダーゼのうち、アミノ酸配列が明らかにされているものについては、米国生物工学情報センター(NCBI; National Center for Biotechnology Information)により提供されるGenBankデータベース(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=protein)において、以下のAccession No.により登録されている。
Wild-type halohydrin epoxidases are known to be roughly divided into three groups (group A, group B, group C) based on amino acid sequence homology (J. Bacteriology, 18 3 (17 ), 5058-5066, 2001). Among these, as the wild-type halohydrin epoxidase used in the present invention, those belonging to Group B are particularly preferable.
As halohydrin epoxidases classified into group A, HheA (Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451-1457, 1994) derived from Corynebacterium sp. N-1074 strain, HheA AD2 derived from Arthrobacter sp. AD2 strain (J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001) and Deh-PY1 derived from Arthrobacter sp. PY1 strain (J Health. Sci., 50 (6), 605-612, 2004).
The halohydrin epoxidases classified into Group B include HheB (Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451, 1994) derived from Corynebacterium sp. N-1074 strain, mycobacteria HheB GP1 (J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001) derived from Mycobacterium sp. GP1 strain, DehA (Enz. Microbiol. Technol.) Derived from Arthrobacter erithii H10a strain , 22, 568-574, 1998). The halohydrin epoxidases classified into group C include HheC derived from Agrobacterium radiobacter DH094 strain (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-210981), and Agrobacterium radiobacter AD1 strain. HheC (J. Bacteriology, 183 (17), 5058-5066, 2001), HalB derived from Agrobacterium tumefaciens (Thesis (1996) University of Wales, Cardiff, United Kingdom) It is done.
Among these halohydrin epoxidases, those whose amino acid sequences have been clarified are included in the GenBank database (http: //www.National Center for Biotechnology Information) provided by the National Center for Biotechnology Information (NCBI). In ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=protein), it is registered with the following Accession No.

「Accession No. BAA14361」:コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheAのアミノ酸配列
「Accession No. AAK92100」:アースロバクター属(Arthrobacter sp.)AD2株由来のHheAAD2のアミノ酸配列
「Accession No. BAA14362」:コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheBのアミノ酸配列
「Accession No. AAK73175」:マイコバクテリウム属(Mycobacterium sp.)GP1株由来のHheBGP1のアミノ酸配列
「Accession No. AAK92099」:アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCのアミノ酸配列
「Accession No. AAD34609」:アグロバクテリウム チュメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens) 由来のHalBのアミノ酸配列
"Accession No. BAA14361": Amino acid sequence of HheA derived from Corynebacterium sp. N-1074 strain "Accession No. AAK92100": Amino acid of HheA AD2 derived from Arthrobacter sp. Strain AD2 Sequence “Accession No. BAA14362”: Amino acid sequence of HheB derived from Corynebacterium sp. N-1074 strain “Accession No. AAK73175”: HheB GP1 derived from Mycobacterium sp. Strain GP1 Amino acid sequence “Accession No. AAK92099”: Agrobacterium radiobacter AD1 strain HheC amino acid sequence “Accession No. AAD34609”: Agrobacterium tumefaciens derived amino acid sequence of HalB

なお、本発明において主として例示するコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のハロヒドリンエポキシダーゼHheBについては、その遺伝子(HheB)が2つの開始コドンを有するため、結果的に、N末端近傍の8アミノ酸残基の有無のみが異なる2種のハロヒドリンエポキシダーゼが存在することが報告されている(Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451-1457, 1994)。本発明において、両者(上記2種のハロヒドリンエポキシダーゼ)を区別して称するときは、最初の開始コドンから翻訳されたアミノ酸配列(配列番号1)からなるHheBを「HheB(1st)」と称し、2番目の開始コドンから翻訳されたアミノ酸配列(配列番号2)からなるHheBを「HheB(2nd)」と称することとし、これらはいずれも野生型ハロヒドリンエポキシダーゼであるものとする。In addition, about the halohydrin epoxidase HheB derived from the Corynebacterium sp. Strain N-1074 mainly exemplified in the present invention, since the gene (HheB) has two initiation codons, It has been reported that there are two types of halohydrin epoxidases that differ only in the presence or absence of 8 amino acid residues near the N-terminus (Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (8), 1451-1457, 1994). In the present invention, when both (the above two halohydrin epoxidases) are referred to separately, HheB consisting of an amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) translated from the first initiation codon is referred to as “HheB (1 st )”. HheB consisting of the amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) translated from the second start codon is referred to as “HheB (2 nd )”, and these are all wild-type halohydrin epoxidases .

ここで、配列番号1で示されるアミノ酸配列からなるHheB(1st)において、アミノ酸配列Iは、第126番目〜第144番目のアミノ酸残基からなる配列に相当し、アミノ酸配列IIは、第198番目〜第207番目のアミノ酸残基からなる配列に相当する。同様に、配列番号2で示されるアミノ酸配列からなるHheB(2nd)において、アミノ酸配列Iは、第118番目〜第136番目のアミノ酸残基からなる配列に相当し、アミノ酸配列IIは、第190番目〜第199番目のアミノ酸残基からなる配列に相当する。また、HheB(2nd)のアミノ酸配列は、前述した2つの開始コドンの影響により、HheB(1st)のアミノ酸配列におけるN末端近傍の8アミノ酸残基(具体的には、配列番号1で示されるアミノ酸配列中の第1番目〜第8番目のアミノ酸残基)が欠失した状態のアミノ酸配列からなるものである。Here, in HheB (1 st ) consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, amino acid sequence I corresponds to a sequence consisting of the 126th to 144th amino acid residues, and amino acid sequence II is the 198th amino acid sequence. This corresponds to a sequence consisting of the amino acid residues from the 207 th to the 207 th amino acid residues. Similarly, in HHEB (2 nd) comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, amino acid sequence I corresponds to a sequence consisting the 118th ~ 136 th amino acid residue, the amino acid sequence II is a 190 This corresponds to the sequence consisting of the amino acid residues from the 199th amino acid to the 199th amino acid. The amino acid sequence of HHEB (2 nd) is, by the influence of the two start codons mentioned above, the 8 amino acid residues (specifically near the N terminus in the amino acid sequence of HHEB (1 st), shown in SEQ ID NO: 1 The first to eighth amino acid residues in the amino acid sequence to be deleted).

本明細書においては、主にコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来の野生型ハロヒドリンエポキシダーゼHheBを例に挙げて説明するが、前述のように、ハロヒドリンエポキシダーゼの由来は限定されず、HheB以外のハロヒドリンエポキシダーゼであっても前記アミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIを含むアミノ酸配列からなるものであれば、同様の説明が適用され得る。また、本発明で示した変異の位置又は変異するアミノ酸種若しくは塩基配列を操作することによって、いずれの改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを得ることもできる。なお、本発明において、「高い相同性」というときは、例えば60%以上の相同性をいい、好ましくは75%以上の相同性であり、特に好ましくは90%以上の相同性である。   In the present specification, the wild-type halohydrin epoxidase HheB derived mainly from the Corynebacterium sp. Strain N-1074 will be described as an example, but as described above, the halohydrin epoxidase is described. The origin of is not limited, and the same explanation can be applied to halohydrin epoxidases other than HheB as long as they are composed of amino acid sequences including the amino acid sequence I and the amino acid sequence II. In addition, any improved halohydrin epoxidase can be obtained by manipulating the position of the mutation or the amino acid species or base sequence to be mutated in the present invention. In the present invention, “high homology” refers to, for example, 60% or more homology, preferably 75% or more, particularly preferably 90% or more.

(II-2)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ
本発明における「改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ」は、主として遺伝子組換え技術を利用して、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して少なくとも1つのアミノ酸置換変異が導入されたアミノ酸配列からなるものであり、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性、立体選択性、生成物阻害耐性、生成物蓄積能などが向上したハロヒドリンエポキシダーゼである。
本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼには、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性が、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも高いものが含まれる。ここで言う形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性の向上の本質的な原因としては、アミノ酸置換変異に起因するものであれば如何なるものでもよく、例えば、酵素タンパク質あたり比活性自体の向上、活性型コンフォメーション形成能の向上、形質転換体内における発現量増加、形質転換体内における酵素の安定性向上、対基質耐性の向上、生成物阻害感受性の低下などが挙げられる。
(II-2) Improved halohydrin epoxidase The “improved halohydrin epoxidase” in the present invention is at least for the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase mainly using genetic recombination technology. A halohydrin epoxy having an amino acid sequence into which one amino acid substitution mutation has been introduced and having improved halohydrin epoxidase activity, stereoselectivity, product inhibition resistance, and product accumulation ability per transformant. It is a dase.
The improved halohydrin epoxidase in the present invention includes those having a higher halohydrin epoxidase activity per transformant than the wild-type halohydrin epoxidase. As an essential cause of the improvement of the halohydrin epoxidase activity per transformant referred to here, any factor may be used as long as it is caused by an amino acid substitution mutation. For example, the specific activity per enzyme protein is improved, Examples include an improved ability to form an active conformation, an increased expression level in the transformant, an improved enzyme stability in the transformant, an improved resistance to substrates, and a reduced product inhibition sensitivity.

なお、「形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」とは、「形質転換体乾燥菌体単位重量あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」を意味し、「菌体比活性」とも称するものとする(なお、本明細書中、乾燥菌体を「DC」と称することがある)。また、「可溶性タンパク質あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」とは、「可溶性タンパク質単位重量あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」を意味し、「タンパク比活性」とも称するものとする。さらに、本発明においては、便宜的に、一定量の形質転換体からは一定量の可溶性タンパク質を得ることができるものとし、「形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」(「菌体比活性」)は「可溶性タンパク質あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」(「タンパク比活性」)に比例するものとする。すなわち、「可溶性タンパク質あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」(「タンパク比活性」)が高ければ(低ければ)、「形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」(「菌体比活性」)が高い(低い)ものとする。また、本発明において、「液活性」とは、単位溶液量あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性を意味する。該溶液としては、ハロヒドリンエポキシダーゼを生産する形質転換体を培養して得られる「培養物」から得ることができるものを含有する溶液が挙げられる。具体的には、培養液、培養液上清、細胞若しくは菌体懸濁液、細胞若しくは菌体破砕液、粗酵素液及びこれらの処理物などが挙げられる。「液活性」を、その溶液の菌濃度あるいは可溶性タンパク質濃度で除することにより、「形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」(「菌体比活性」)あるいは「可溶性タンパク質あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性」(「タンパク比活性」)を算出することができる。また、本発明において「活性回収率」とは、一定の操作前の活性を100%として、操作後に回収された活性の相対比(%)を意味する。   The “halohydrin epoxidase activity per transformant” means “halohydrin epoxidase activity per unit weight of dried transformant cells” and is also referred to as “cell specific activity”. (In the present specification, dry cells may be referred to as “DC”). The “halohydrin epoxidase activity per soluble protein” means “halohydrin epoxidase activity per unit weight of soluble protein” and is also referred to as “protein specific activity”. Further, in the present invention, for convenience, it is assumed that a certain amount of soluble protein can be obtained from a certain amount of transformant, and the “halohydrin epoxidase activity per transformant” (“bacterial cell ratio”). Activity ") shall be proportional to" halohydrin epoxidase activity per soluble protein "(" protein specific activity "). That is, if “halohydrin epoxidase activity per soluble protein” (“protein specific activity”) is high (“low”), “halohydrin epoxidase activity per transformant” (“cell specific activity”) Is high (low). In the present invention, “liquid activity” means halohydrin epoxidase activity per unit solution amount. Examples of the solution include a solution containing what can be obtained from a “culture” obtained by culturing a transformant producing halohydrin epoxidase. Specific examples include a culture solution, a culture solution supernatant, a cell or cell suspension, a cell or cell disruption solution, a crude enzyme solution, and a processed product thereof. By dividing the “liquid activity” by the bacterial concentration or soluble protein concentration of the solution, the “halohydrin epoxidase activity per transformant” (“cell specific activity”) or “halohydride per soluble protein” Phosphoepoxidase activity "(" protein specific activity ") can be calculated. In the present invention, the “activity recovery rate” means a relative ratio (%) of activities recovered after the operation, assuming that the activity before a certain operation is 100%.

また、本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼには、基質1,3−ジハロ−2−プロパノール又はエピハロヒドリンから、エピハロヒドリン又は4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成させた場合の該生成物の光学純度が、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼにより同基質から同生成物を生成させた場合の該生成物の光学純度よりも高くなるという属性を有するものが含まれる。すなわち、基質である1,3−ジハロ−2−プロパノール及び/又はエピハロヒドリンに対する立体選択性が、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも向上しているものが含まれる。立体選択性向上の本質的な原因としては、アミノ酸置換変異に起因するものであれば如何なるものでもよい。   Further, the improved halohydrin epoxidase in the present invention includes the product obtained when epihalohydrin or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is produced from the substrate 1,3-dihalo-2-propanol or epihalohydrin. In which the optical purity of the product is higher than the optical purity of the product when the product is produced from the substrate by the wild-type halohydrin epoxidase. That is, the thing which the stereoselectivity with respect to 1, 3- dihalo- 2-propanol and / or epihalohydrin which are substrates is improved rather than wild-type halohydrin epoxidase is contained. As an essential cause of the improvement in stereoselectivity, any cause may be used as long as it is caused by amino acid substitution mutation.

なお、本発明において、「光学活性」とは、一方の鏡像異性体が他方の鏡像異性体よりも多く含まれている物質の状態、又はいずれか一方の鏡像異性体のみから成っている物質の状態を言う。また、「光学純度」とは、「鏡像異性体過剰率(%ee)」にほぼ等しいものであるとし、次式で定義する。
光学純度 ≒ 鏡像異性体過剰率=100×(|[R]-[S]|)/([R]+[S]) (%ee)
ここで、[R]及び[S]は試料中の鏡像異性体のそれぞれの濃度を示す。また、本発明において、「立体選択性」とは、ハロヒドリンエポキシダーゼが、基質から生成物を生成する際に、いずれか一方の鏡像異性体が生成する反応を優先的に触媒する性質を言う。
In the present invention, “optical activity” means a state of a substance in which one enantiomer is contained more than the other enantiomer, or a substance consisting of only one of the enantiomers. Say state. In addition, “optical purity” is approximately equal to “enantiomeric excess (% ee)” and is defined by the following equation.
Optical purity ≒ Enantiomeric excess = 100 x (| [R]-[S] |) / ([R] + [S]) (% ee)
Here, [R] and [S] indicate the respective concentrations of the enantiomers in the sample. In the present invention, the term “stereoselectivity” refers to the property that halohydrin epoxidase preferentially catalyzes the reaction of either enantiomer when a product is produced from a substrate. To tell.

また、本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼには、1,3−ジハロ−2−プロパノール又はエピハロヒドリンからの生成物である塩化物イオン又は4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルによる反応阻害に対する耐性が野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも向上しているもの、すなわち生成物阻害耐性が向上したものが含まれる。生成物阻害耐性向上向上の本質的な原因としては、アミノ酸置換変異に起因するものであれば如何なるものでもよい。
また、本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼには、基質1,3−ジハロ−2−プロパノール又はエピハロヒドリンから、エピハロヒドリン又は4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成させる場合に、生成物を高濃度生成及び蓄積させることができるという属性を有するもの、すなわち生成物蓄積能が向上したものが含まれる。生成物蓄積能向上の本質的な原因としては、アミノ酸置換変異に起因するものであれば如何なるものでもよい。
In addition, the improved halohydrin epoxidase in the present invention includes a reaction from inhibition of reaction by chloride ion or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, which is a product from 1,3-dihalo-2-propanol or epihalohydrin. Those having improved resistance over wild-type halohydrin epoxidase, i.e., improved product inhibition resistance. As an essential cause of the improvement in product inhibition resistance, any cause may be used as long as it is caused by amino acid substitution mutation.
In the improved halohydrin epoxidase of the present invention, the product is used when epihalohydrin or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is produced from the substrate 1,3-dihalo-2-propanol or epihalohydrin. Those having the attribute of being able to generate and accumulate at high concentrations, that is, those having improved product accumulation ability are included. As an essential cause of the improvement of the product accumulation ability, any cause may be used as long as it is caused by amino acid substitution mutation.

本発明における「改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ」は、具体的には、前述したアミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIを含む野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して以下の(A)〜(D)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなるものである。
(A)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基が、他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(B)アミノ酸配列I中のα14残基が、他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(C)アミノ酸配列I中のα15残基が、他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(D)アミノ酸配列II中のβ21残基が、他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
The “improved halohydrin epoxidase” in the present invention specifically includes the following (A) to (A) to the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase including the amino acid sequence I and the amino acid sequence II described above. It consists of an amino acid sequence into which one or a plurality of amino acid mutations selected from D) are introduced.
(A) Amino acid mutation in which one amino acid residue on the C-terminal side from the starting amino acid residue is substituted with another amino acid (B) Amino acid in which α14 residue in amino acid sequence I is substituted with another amino acid Mutation (C) Amino acid mutation in which α15 residue in amino acid sequence I is replaced with another amino acid (D) Amino acid mutation in which β21 residue in amino acid sequence II is replaced with another amino acid

なお、上記(A)において「開始アミノ酸残基」とは、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼを遺伝子(DNA又はmRNA)中の翻訳開始コドンがコードするアミノ酸に対応するアミノ酸残基を意味し、すなわち、翻訳後の野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列におけるN末端アミノ酸残基(通常はメチオニン残基)を意味する。   In the above (A), the “starting amino acid residue” means an amino acid residue corresponding to the amino acid encoded by the translation initiation codon in the gene (DNA or mRNA) of the wild-type halohydrin epoxidase, Means the N-terminal amino acid residue (usually a methionine residue) in the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase after translation.

上記(A)〜(D)のアミノ酸変異は、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列において最もN末端側に位置する開始アミノ酸残基(通常はメチオニン残基)を1番目と定義したときに、当該開始アミノ酸残基からC末端側に向かって何番目のアミノ酸残基におけるアミノ酸変異であるかによっても特定することができる。例えば、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(1st)である場合は、(A)における「開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基」、(B)における「α14残基」、(C)における「α15残基」及び(D)における「β21残基」は、それぞれ、(A)2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)、(B)141番目のアミノ酸残基(スレオニン残基)、(C)144番目のアミノ酸残基(フェニルアラニン残基)及び(D)207番目のアミノ酸残基(アスパラギン酸残基)に該当する。また、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(2nd)である場合は、(A)における「開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基」、(B)における「α14残基」、(C)における「α15残基」及び(D)における「β21残基」は、それぞれ、(A)2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)、(B)133番目のアミノ酸残基(スレオニン残基)、(C)136番目のアミノ酸残基(フェニルアラニン残基)及び(D)199番目のアミノ酸残基(アスパラギン酸残基)に該当する。しかし、HheB(2nd)は、前述した通り、HheB(1st)のアミノ酸配列におけるN末端近傍の8アミノ酸残基が欠失したアミノ酸配列からなるタンパク質に過ぎず、HheB(1st)及びHheB(2nd)の両アミノ酸配列における各アミノ酸残基の絶対的役割は実質的に同一である。The amino acid mutations (A) to (D) above are defined when the first amino acid residue (usually methionine residue) located at the most N-terminal side in the amino acid sequence of wild-type halohydrin epoxidase is defined as the first amino acid. The amino acid mutation in the amino acid residue from the starting amino acid residue toward the C-terminal side can also be specified. For example, when the wild-type halohydrin epoxidase is HheB (1 st ) derived from the Corynebacterium sp. N-1074 strain consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, “Amino acid residue 1 C-terminal side from the starting amino acid residue”, “α14 residue” in (B), “α15 residue” in (C) and “β21 residue” in (D) are respectively (A) the second amino acid residue (alanine residue), (B) the 141st amino acid residue (threonine residue), (C) the 144th amino acid residue (phenylalanine residue) and (D) 207 Corresponds to the second amino acid residue (aspartic acid residue). When the wild-type halohydrin epoxidase is HheB (2 nd ) derived from the Corynebacterium sp. N-1074 strain consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, “Amino acid residue 1 C-terminal side from the starting amino acid residue”, “α14 residue” in (B), “α15 residue” in (C) and “β21 residue” in (D) are respectively (A) the second amino acid residue (alanine residue), (B) the 133rd amino acid residue (threonine residue), (C) the 136th amino acid residue (phenylalanine residue) and (D) 199 Corresponds to the second amino acid residue (aspartic acid residue). However, as described above, HheB (2 nd ) is only a protein consisting of an amino acid sequence in which 8 amino acid residues near the N-terminal in the amino acid sequence of HheB (1 st ) are deleted. HheB (1 st ) and HheB The absolute role of each amino acid residue in both (2 nd ) amino acid sequences is substantially the same.

本発明における「改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ」の好ましい態様としては、例えば、以下の(E)〜(H)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなるものが挙げられる。
(E)開始アミノ酸残基(通常はメチオニン残基)より1残基C末端側のアミノ酸残基が、他のアミノ酸としてリジン又はアスパラギンに置換されたアミノ酸変異
(F)アミノ酸配列I中のα14残基が、他のアミノ酸としてアラニン、システイン又はセリンに置換されたアミノ酸変異
(G)アミノ酸配列I中のα15残基が、他のアミノ酸としてアラニン、セリン又はトリプトファンに置換されたアミノ酸変異
(H)アミノ酸配列II中のβ21残基が、他のアミノ酸としてグルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、セリン、スレオニン、チロシン、ロイシン、イソロイシン又はメチオニンに置換されたアミノ酸変異
ここで、上記(E)〜(H)のアミノ酸変異は、それぞれ順に、前述した(A)〜(D)のアミノ酸変異の具体的態様を例示したもの(詳しくは「他のアミノ酸」の具体例を示したもの)である。
As a preferable embodiment of the “improved halohydrin epoxidase” in the present invention, for example, one comprising an amino acid sequence into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from the following (E) to (H) is introduced: Can be mentioned.
(E) Amino acid mutation in which one amino acid residue on the C-terminal side of the starting amino acid residue (usually methionine residue) is substituted with lysine or asparagine as another amino acid (F) α14 residue in amino acid sequence I Amino acid mutation in which the group is substituted with alanine, cysteine or serine as another amino acid (G) Amino acid mutation (H) amino acid in which α15 residue in amino acid sequence I is substituted with alanine, serine or tryptophan as another amino acid Amino acid mutation in which β21 residue in sequence II is substituted with glutamine, glutamic acid, histidine, serine, threonine, tyrosine, leucine, isoleucine or methionine as other amino acids. Here, amino acid mutations (E) to (H) above Are respectively examples of specific embodiments of the amino acid mutations (A) to (D) described above (for details, refer to “Other A Examples of Amino Acids "which is the one shown).

そのため、前述した(A)〜(D)の場合と同様に、上記(E)における「開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基」、(F)における「α14残基」、(G)における「α15残基」及び(H)における「β21残基」は、それぞれ、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼアミノ酸配列において最もN末端側に位置する開始アミノ酸残基(通常はメチオニン残基)を1番目と定義したときに、当該開始アミノ酸残基からC末端側に向かって何番目のアミノ酸であるかによっても特定することができる。すなわち、例えば、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(1st)である場合は、上記(E)〜(H)のアミノ酸変異の態様は、以下のように特定することができる。Therefore, as in the case of (A) to (D) described above, the “amino acid residue on the C-terminal side from the starting amino acid residue” in (E) above, the “α14 residue” in (F), The “α15 residue” in (G) and the “β21 residue” in (H) are respectively the starting amino acid residues (usually methionine residues) located most N-terminally in the wild-type halohydrin epoxidase amino acid sequence. ) Is defined as the first, it can be specified by the amino acid number from the starting amino acid residue toward the C-terminal side. That is, for example, when the wild-type halohydrin epoxidase is HheB (1 st ) derived from the Corynebacterium sp. N-1074 strain consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, Embodiments of amino acid mutations E) to (H) can be specified as follows.

(E)2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)がリジン又はアスパラギンに置換されたアミノ酸変異
(F)141番目のアミノ酸残基(スレオニン残基)がアラニン、システイン又はセリンに置換されたアミノ酸変異
(G)144番目のアミノ酸残基(フェニルアラニン残基)がアラニン、セリン又はトリプトファンに置換されたアミノ酸変異
(H)207番目のアミノ酸残基(アスパラギン酸残基)がグルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、セリン、スレオニン、チロシン、ロイシン、イソロイシン又はメチオニンに置換されたアミノ酸変異
(E) Amino acid mutation in which the second amino acid residue (alanine residue) is substituted with lysine or asparagine (F) Amino acid mutation in which the 141st amino acid residue (threonine residue) is substituted with alanine, cysteine or serine (G) Amino acid mutation in which the 144th amino acid residue (phenylalanine residue) is substituted with alanine, serine or tryptophan (H) The 207th amino acid residue (aspartic acid residue) is glutamine, glutamic acid, histidine, serine, Amino acid mutations substituted by threonine, tyrosine, leucine, isoleucine or methionine

また、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(2nd)である場合は、上記(E)〜(H)のアミノ基変異の態様は、以下のように特定することができる。
(E)2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)がリジン又はアスパラギンに置換されたアミノ酸変異
(F)133番目のアミノ酸残基(スレオニン残基)がアラニン、システイン又はセリンに置換されたアミノ酸変異
(G)136番目のアミノ酸残基(フェニルアラニン残基)がアラニン又はセリンに置換されたアミノ酸変異
(H)199番目のアミノ酸残基(アスパラギン酸残基)がグルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、セリン、スレオニン、イソロイシン又はチロシンに置換されたアミノ酸変異
Further, if a wild-type halohydrin epoxidase is SEQ ID NO: 2 Corynebacterium comprising the amino acid sequence shown in (Corynebacterium sp.) N-1074 strain derived HHEB (2 nd), the above (E) The mode of amino group mutation in (H) can be specified as follows.
(E) Amino acid mutation in which the second amino acid residue (alanine residue) is substituted with lysine or asparagine (F) Amino acid mutation in which the 133rd amino acid residue (threonine residue) is substituted with alanine, cysteine or serine (G) Amino acid mutation in which the 136th amino acid residue (phenylalanine residue) is substituted with alanine or serine (H) The 199th amino acid residue (aspartic acid residue) is glutamine, glutamic acid, histidine, serine, threonine, Amino acid mutations substituted with isoleucine or tyrosine

本発明における「改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ」のさらに具体的かつ好ましい態様としては、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、配列番号1に示されるアミノ酸配列を有するコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(1st)である場合は、配列番号3〜15及び76〜79に示されるアミノ酸配列を有する改良型ハロヒドリンエポキシダーゼが挙げられる。また、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、配列番号2に示されるアミノ酸配列を有するコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(2nd)である場合は、配列番号16〜28及び80〜83に示されるアミノ酸配列を有する改良型ハロヒドリンエポキシダーゼが挙げられる。As a more specific and preferred embodiment of the “improved halohydrin epoxidase” in the present invention, the wild-type halohydrin epoxidase has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (Corynebacterium sp.). In the case of HheB (1 st ) derived from the N-1074 strain, improved halohydrin epoxidases having the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 3 to 15 and 76 to 79 can be mentioned. Further, if a wild-type halohydrin epoxidase is a genus Corynebacterium having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (Corynebacterium sp.) N- 1074 strain derived HheB (2 nd) is SEQ ID NO: 16 And an improved halohydrin epoxidase having the amino acid sequences shown in 28 and 80-83.

以下、配列番号3〜15及び76〜79に示されるアミノ酸配列におけるアミノ酸変異(アミノ酸置換)の態様を表Aに示し、配列番号16〜28及び80〜83に示されるアミノ酸配列におけるアミノ酸変異(アミノ酸置換)の態様を表Bに示す。ここで、表A中、「Ala2」、「Thr141」、「Phe144」及び「Asp207」との表記は、配列番号1のアミノ酸配列におけるアミノ酸置換の対象となるアミノ酸残基の位置と種類(3文字表記)を表しており、例えば「Thr141」は第141番目のスレオニン残基を意味する。また、これら「Ala2」等の下欄中の表記は、配列番号3〜15及び76〜79の各アミノ酸配列におけるアミノ酸置換後のアミノ酸残基を表しており、例えば、配列番号3のアミノ酸配列であれば、「Ala2」の下欄に「Lys」と表記されていることから、第2番目のアラニン残基がリジン残基に置換されたアミノ酸配列であることを意味する。なお、「−」との表記はアミノ酸置換がなかったことを意味する。さらに、アミノ酸置換後の各アミノ酸配列をコードする塩基配列(後述する)の配列番号を表の最右欄に併記する。以上の表A中の表記の説明は、表Bについても同様に適用される。   Hereinafter, embodiments of amino acid mutations (amino acid substitutions) in the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 3-15 and 76-79 are shown in Table A, and amino acid mutations (amino acids in the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 16-28 and 80-83) The mode of substitution is shown in Table B. Here, in Table A, “Ala2,” “Thr141,” “Phe144,” and “Asp207” are the positions and types of amino acid residues to be subjected to amino acid substitution in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 (three letters). For example, “Thr141” means the 141st threonine residue. The notation in the lower column of these “Ala2” and the like represents the amino acid residue after amino acid substitution in each of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 3 to 15 and 76 to 79, for example, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 If there is, “Lys” is written in the lower column of “Ala2,” which means that the second alanine residue is an amino acid sequence substituted with a lysine residue. The notation “−” means that there was no amino acid substitution. Furthermore, the sequence number of the base sequence (described later) encoding each amino acid sequence after amino acid substitution is also shown in the rightmost column of the table. The above description of the notation in Table A is similarly applied to Table B.

本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、上記(A)〜(D)、好ましくは(E)〜(H)より選択されるアミノ酸変異を1つ以上有するアミノ酸配列からなるものであればよい。従って、本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼには、上記(A)〜(H)の特徴(すなわち(A)〜(H)のアミノ酸変異)を複数組み合わせて有するアミノ酸配列からなるものも含まれる。また、上記(A)〜(H)のアミノ酸変異の態様は維持しつつ、さらに、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのベースとなる野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して以下の(i)〜(iii)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなる改良型ハロヒドリンエポキシダーゼも、本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼの範囲に含まれる。   The improved halohydrin epoxidase in the present invention only needs to have an amino acid sequence having one or more amino acid mutations selected from the above (A) to (D), preferably (E) to (H). . Therefore, the improved halohydrin epoxidase in the present invention includes those comprising an amino acid sequence having a combination of the above characteristics (A) to (H) (that is, amino acid mutations (A) to (H)). It is. In addition, while maintaining the amino acid mutation modes (A) to (H) above, the following (i) is used for the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase that is the base of the improved halohydrin epoxidase: The improved halohydrin epoxidase having an amino acid sequence into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from (i) to (iii) is introduced is also included in the scope of the improved halohydrin epoxidase in the present invention.

(i)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基、アミノ酸配列I中のα14残基、アミノ酸配列I中のα15残基及びアミノ酸配列II中のβ21残基以外のアミノ酸残基より選択される1個もしくは数個のアミノ酸残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(ii)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基、アミノ酸配列Iに含まれるアミノ酸残基及びアミノ酸配列IIに含まれるアミノ酸残基以外のアミノ酸残基より選択される1個もしくは数個のアミノ酸残基が欠失したアミノ酸変異
(iii)開始アミノ酸残基より2残基以上C末端側のアミノ酸残基からなる領域のうちアミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIからなる領域以外の領域中に、1個もしくは数個の任意のアミノ酸残基が挿入されたアミノ酸変異
(I) Amino acid residue other than the amino acid residue C-terminal one residue from the starting amino acid residue, α14 residue in amino acid sequence I, α15 residue in amino acid sequence I, and β21 residue in amino acid sequence II An amino acid mutation in which one or several amino acid residues selected from the above are substituted with other amino acids (ii) an amino acid residue that is one residue C-terminal from the starting amino acid residue, an amino acid residue contained in amino acid sequence I Amino acid mutation in which one or several amino acid residues selected from amino acid residues other than the amino acid residues contained in the group and amino acid sequence II are deleted (iii) two or more residues from the starting amino acid residue on the C-terminal side Amino acid mutation in which one or several arbitrary amino acid residues are inserted into a region other than the region consisting of amino acid sequence I and amino acid sequence II in the region consisting of amino acid residues

上記(i)〜(iii)の態様において、「1個もしくは数個」とは、例えば1個〜10個程度、好ましくは1個〜5個程度を指す。
なお、本発明において、アミノ酸の種類を3文字又は1文字のアルファベット表記で表すことがある。さらに、数字の前又は前後に、3文字又は1文字のアルファベットを配して表記することがあり、この場合は、アミノ酸残基の箇所及び置換前後のアミノ酸の種類を表す。すなわち、数字は、特に断りがない限り、上述したように、翻訳開始コドンによりコードされるアミノ酸残基(通常はメチオニン)を1番目と定義した場合に、何番目のアミノ酸残基であるかを示すものである。また、数字の前に表示した3文字又は1文字のアルファベットは、アミノ酸置換前のアミノ酸の3文字又は1文字表記を表し、数字の後に表示した3文字又は1文字のアルファベットは、アミノ酸置換が生じた場合の置換後のアミノ酸の3文字又は1文字表記を表すものとする。例えば、207番目のアスパラギン酸残基は「Asp207」又は「D207」と、207番目のアスパラギン酸残基がヒスチジンに置換された場合は「Asp207His」又は「D207H」と表記することがある。
In the above embodiments (i) to (iii), “one or several” refers to, for example, about 1 to 10, preferably about 1 to 5.
In the present invention, the type of amino acid may be represented by a three-letter or one-letter alphabet. Furthermore, it may be described by placing a three-letter or one-letter alphabet before or before the number, and in this case, represents the position of the amino acid residue and the type of amino acid before and after substitution. In other words, unless otherwise specified, as described above, when the amino acid residue (usually methionine) encoded by the translation initiation codon is defined as the first, the number indicates the number of the amino acid residue. It is shown. In addition, the three-letter or one-letter alphabet displayed before the number represents the three-letter or one-letter code of the amino acid before the amino acid substitution, and the three-letter or one-letter alphabet displayed after the number causes an amino acid substitution. In this case, the three-letter or one-letter code of the amino acid after substitution is to be expressed. For example, the 207th aspartic acid residue may be expressed as “Asp207” or “D207”, and when the 207th aspartic acid residue is substituted with histidine, it may be expressed as “Asp207His” or “D207H”.

(III)ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子
(III-1)野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子
野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのうち、その遺伝子配列(塩基配列)が明らかにされているものについては、米国生物工学情報センター (NCBI; National Center for Biotechnology Information) により提供されるGenBankデータベース(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Nucleotide)において、以下のAccession No.により登録されている。
(III) Halohydrin epoxidase gene (III-1) Wild-type halohydrin epoxidase gene Among wild-type halohydrin epoxidases, the gene sequence (base sequence) of which has been clarified In the GenBank database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Nucleotide) provided by the National Center for Biotechnology Information (NCBI), the following Accession No. Registered by.

「Accession No. D90349」:コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheAをコードする遺伝子の塩基配列
「Accession No. AF397297」:アースロバクター属(Arthrobacter sp.)AD2株由来のHheAAD2をコードする遺伝子の塩基配列
「Accession No. D90350」:コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheBをコードする遺伝子の塩基配列
「Accession No. AY044094」:マイコバクテリウム属(Mycobacterium sp.)GP1株由来のHheBGP1をコードする遺伝子の塩基配列
「Accession No. AF397296」:アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter)AD1株由来のHheCをコードする遺伝子の塩基配列
「Accession No. AF149769」:アグロバクテリウム チュメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens) 由来のHalBをコードする遺伝子の塩基配列
“Accession No. D90349”: the nucleotide sequence of the gene encoding HheA derived from Corynebacterium sp. N-1074 “Accession No. AF397297”: derived from Arthrobacter sp. AD2 Base sequence of the gene encoding HheA AD2 “Accession No. D90350”: Base sequence of the gene encoding HheB derived from Corynebacterium sp. N-1074 strain “Accession No. AY044094”: Genus Mycobacterium (Mycobacterium sp.) GP1 derived gene sequence encoding HheB GP1 “Accession No. AF397296”: Agrobacterium radiobacter AD1 strain encoding HheC derived gene base sequence “Accession No. AF149769 ”: Nucleotide sequence of the gene encoding HalB derived from Agrobacterium tumefaciens

本発明においては、これらを「野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子」と呼ぶものとする。ここで、当該「野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子」における「野生型」の語は、「ハロヒドリンエポキシダーゼ」に係る語であり、ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列が「野生型」であることを意味する。本発明における「野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子」を構成する塩基配列は、形質転換体宿主において利用可能なコドンをコードするものであればよく、必ずしも由来生物ゲノムDNA上にコードされている野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の塩基配列に限定はされない。なお、(II-1)野生型ハロヒドリンエポキシダーゼにおいて述べたHheB(1st)をコードする野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子をHheB(1st)と称し、HheB(2nd)をコードする遺伝子をHheB(2nd)と称するものとする。HheB(1st)の塩基配列は配列番号29に示され、HheB(2nd)の塩基配列は配列番号30に示される。In the present invention, these are referred to as “wild-type halohydrin epoxidase genes”. Here, the term “wild type” in the “wild type halohydrin epoxidase gene” refers to “halohydrin epoxidase”, and the amino acid sequence of halohydrin epoxidase is “wild type”. It means that there is. The base sequence constituting the “wild-type halohydrin epoxidase gene” in the present invention is not limited as long as it encodes a codon that can be used in the transformant host. The base sequence of the type halohydrin epoxidase gene is not limited. The wild type halohydrin epoxidase gene encoding HheB (1 st ) described in (II-1) wild type halohydrin epoxidase is referred to as HheB (1 st ) and encodes HheB (2 nd ). We shall refer to a gene and HheB (2 nd). The base sequence of HheB (1 st ) is shown in SEQ ID NO: 29, and the base sequence of HheB (2 nd ) is shown in SEQ ID NO: 30.

塩基配列が明らかになっている野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を取得する方法としては、由来生物からゲノムDNAを調製し、明らかにされている野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子配列情報をもとにプライマーを設計し、該プライマーを用いてPCR法でハロヒドリンエポキシダーゼをコードする遺伝子を増幅する方法が挙げられる。由来生物として、例えば、N−1074株が挙げられ、当該株は、受託番号「FERM BP-2643」として、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(茨城県つくば市東1−1−1 中央第6(以下、本明細書において同様))に昭和63年11月10日付で寄託されている。また、公知の遺伝子配列情報を基に、合成オリゴDNAを組み合わせたPCR法(assembly PCR)などを利用して、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の全長を化学的に合成することも可能である。例えば、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子をいくつかの領域(例えば、50塩基程度)に分割し、隣り合う領域とのオーバーラップ(例えば、20塩基程度)を両端に有する複数のオリゴヌクレオチドを設計及び合成する。該オリゴヌクレオチドをPCR法で互いにアニールさせることにより野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を増幅することができる。   To obtain a wild-type halohydrin epoxidase gene whose base sequence has been clarified, genomic DNA is prepared from the source organism, and based on the information on the sequence of the wild-type halohydrin epoxidase gene that has been clarified. And a method of amplifying a gene encoding a halohydrin epoxidase by PCR using the primer. Examples of the derived organism include N-1074 strain, and this strain has the accession number “FERM BP-2643” and the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center (1-1-1 Tsukuba City East, Ibaraki Prefecture). No. 6 (hereinafter the same as in the present specification) has been deposited on November 10, 1988. It is also possible to chemically synthesize the full length of the wild-type halohydrin epoxidase gene using a PCR method (assembly PCR) combining synthetic oligo DNA based on known gene sequence information. . For example, the wild-type halohydrin epoxidase gene is divided into several regions (for example, about 50 bases), and multiple oligonucleotides that overlap with adjacent regions (for example, about 20 bases) at both ends are designed. And synthesize. The wild type halohydrin epoxidase gene can be amplified by annealing the oligonucleotides to each other by PCR.

また、必要に応じて、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子のコドンを変更してもよい。コドンを変更する手段としては、例えば、Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)、Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons (1987-1997)等に記載の部位特異的変位誘発法や、部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット(例えばQuickChangeTM Site-Directed Mutagenesis Kit(ストラタジーン社製)、GeneTailorTM Site-Directed Mutagenesis System(インビトロジェン社製)、TaKaRa Site-Directed Mutagenesis System(Mutan-K、Mutan-Super Express Km等:タカラバイオ社製))等を用いて行うことができる。この他、上述したように、合成オリゴDNAを組み合わせたPCR法(assembly PCR)を行う際に、コドンを変更したプライマーを用いることでコドンを変更することも可能である。Moreover, you may change the codon of a wild-type halohydrin epoxidase gene as needed. As a means for changing the codon, for example, site-specificity described in Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons (1987-1997), etc. For mutagenesis using the dynamic displacement induction method and site-directed mutagenesis method (for example, QuickChange TM Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene), GeneTailor TM Site-Directed Mutagenesis System (Invitrogen), TaKaRa) Site-Directed Mutagenesis System (Mutan-K, Mutan-Super Express Km, etc .: manufactured by Takara Bio Inc.)) and the like can be used. In addition, as described above, the codon can be changed by using a primer whose codon has been changed when performing a PCR method (assembly PCR) using a synthetic oligo DNA.

(III-2)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子
本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子とは、(II-2)で述べた改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ酵素タンパク質をコードする遺伝子を意味する。本発明の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子とは、例えば、配列番号1又は配列番号2に示されるアミノ酸配列からなる野生型ハロヒドリンエポキシダーゼに対して前記(II-2)の(A)〜(D)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列を有する改良型ハロヒドリンエポキシダーゼをコードする遺伝子であり、より好ましくは、前記(II-2)の(E)〜(H)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列を有する改良型ハロヒドリンエポキシダーゼをコードする遺伝子である。野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子及び上記アミノ酸変異導入後のアミノ酸残基を構成する塩基配列は、形質転換体宿主において利用可能なコドンをコードするものであればよく、必ずしも由来生物ゲノムDNA上にコードされている野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の塩基配列に限定されない。なお、前記(II-1)の野生型ハロヒドリンエポキシダーゼにおいて述べたHheB(1st)をコードする野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子であるHheB(1st)、及びHheB(2nd)をコードする野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子であるHheB(2nd)は、いずれも、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を得るためのベースとなる野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子としても用いることができる。本発明における「改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子」のさらに具体的かつ好ましい態様としては、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、配列番号1に示されるアミノ酸配列を有するコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(1st)である場合は、配列番号31〜43及び84〜87に示される塩基配列を有する改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が挙げられる。また、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、配列番号2に示されるアミノ酸配列を有するコリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来のHheB(2nd)である場合は、配列番号44〜56及び88〜91に示される塩基配列を有する改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が挙げられる。
(III-2) Improved halohydrin epoxidase gene The improved halohydrin epoxidase gene in the present invention means a gene encoding the improved halohydrin epoxidase enzyme protein described in (II-2). To do. The improved halohydrin epoxidase gene of the present invention is, for example, (A) of (II-2) above for the wild-type halohydrin epoxidase consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. A gene encoding an improved halohydrin epoxidase having an amino acid sequence into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from (D) are introduced, and more preferably (E-2) in (E-2) A gene encoding an improved halohydrin epoxidase having an amino acid sequence into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from (H) to (H) are introduced. The nucleotide sequence constituting the wild-type halohydrin epoxidase gene and the amino acid residue after introduction of the above-described amino acid mutation may be any sequence as long as it encodes a codon that can be used in the transformant host, and is not necessarily present on the genomic DNA of the organism. The nucleotide sequence of the encoded wild-type halohydrin epoxidase gene is not limited. In addition, HheB (1 st ) and HheB (2 nd ), which are the wild-type halohydrin epoxidase genes encoding HheB (1 st ) described in the wild type halohydrin epoxidase of (II-1) above, HheB (2 nd ), which encodes a wild-type halohydrin epoxidase gene, can be used as a base-type wild-type halohydrin epoxidase gene for obtaining an improved halohydrin epoxidase gene. it can. As a more specific and preferred embodiment of the “improved halohydrin epoxidase gene” in the present invention, the wild-type halohydrin epoxidase has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (Corynebacterium sp. ) In the case of HheB (1 st ) derived from the N-1074 strain, improved halohydrin epoxidase genes having the base sequences shown in SEQ ID NOs: 31 to 43 and 84 to 87 can be mentioned. Further, if a wild-type halohydrin epoxidase is a genus Corynebacterium having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (Corynebacterium sp.) N- 1074 strain derived HheB (2 nd) is SEQ ID NO: 44 to And an improved halohydrin epoxidase gene having base sequences shown in 56 and 88-91.

本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子は、前記(II-2)の(A)〜(H)より選択されるアミノ酸変異が1つ以上導入された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列をコードする遺伝子であればよく、従って、前記(II-2)の(A)〜(H)の特徴(すなわち(A)〜(H)のアミノ酸変異)を複数組み合わせて有する改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列をコードする遺伝子も含まれる。また、前記(II-2)の(A)〜(H)のアミノ酸置換の態様は維持しつつ、さらに、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのベースとなる野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列において前記(II-2)の(i)〜(iii)より選択されるいずれかのアミノ酸変異が導入された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列をコードする遺伝子も、本発明における改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の範囲に含まれる。   The improved halohydrin epoxidase gene in the present invention is an amino acid sequence of an improved halohydrin epoxidase into which one or more amino acid mutations selected from (A) to (H) of (II-2) are introduced. Therefore, an improved halohydrin having a combination of features (A) to (H) of (II-2) above (ie, amino acid mutations (A) to (H)). Also included is a gene encoding the amino acid sequence of epoxidase. In addition, while maintaining the amino acid substitution mode of (A) to (H) in (II-2) above, in the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase that is the base of the improved halohydrin epoxidase The gene encoding the amino acid sequence of the improved halohydrin epoxidase into which any one of the amino acid mutations selected from (i) to (iii) of (II-2) is introduced is also the improved halohydride in the present invention. Included within the scope of the phosphoepoxidase gene.

さらに、本発明の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子としては、前記(II-2)の(A)〜(H)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列と相補的な塩基配列からなるDNAと、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAも含まれる。このようなDNAは、例えば、上記(A)〜(H)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子DNA若しくはその相補配列、又はこれらの断片をプローブとして、コロニーハイブリダイゼーション、プラークハイブリダイゼーション、サザンブロット等の公知のハイブリダイゼーション法により、cDNAライブラリー及びゲノムライブラリーから得ることができる。ライブラリーは、公知の方法で作製されたものを利用することができ、また市販のcDNAライブラリー及びゲノムライブラリーを利用することもできる。   Furthermore, as the improved halohydrin epoxidase gene of the present invention, an improved halohydrin into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from (A) to (H) of (II-2) is introduced. A DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence encoding the amino acid sequence of epoxidase and a DNA that hybridizes under stringent conditions are also included. Such DNA is, for example, an improved halohydrin epoxidase gene DNA consisting of a base sequence encoding an amino acid sequence into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from the above (A) to (H) is introduced, or It can be obtained from a cDNA library and a genomic library by a known hybridization method such as colony hybridization, plaque hybridization, Southern blotting using the complementary sequence or a fragment thereof as a probe. A library prepared by a known method can be used, and a commercially available cDNA library and genomic library can also be used.

「ストリンジェントな条件」とは、ハイブリダイゼーション後の洗浄時の条件であって塩濃度が300〜2000mM、温度が40〜75℃、好ましくは塩濃度が600〜900mM、温度が65℃の条件を意味する。例えば、2×SSCで50℃等の条件を挙げることができる。当業者であれば、このようなバッファーの塩濃度、温度等の条件に加えて、その他のプローブ濃度、プローブの長さ、反応時間等の諸条件を加味し、前記(II-2)の(A)〜(H)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列と相補的な塩基配列からなるDNAと、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAを得るための条件を設定することができる。
ハイブリダイゼーション法の詳細な手順については、Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed. (Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989))等を参照することができる。ハイブリダイズするDNAとしては、例えば、前記(II-2)の(A)〜(H)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列をコードする塩基配列に対して、少なくとも40%以上、好ましくは60%、さらに好ましくは90%以上の同一性を有する塩基配列を含むDNA又はその部分断片が挙げられる。
“Stringent conditions” are conditions at the time of washing after hybridization, in which the salt concentration is 300 to 2000 mM, the temperature is 40 to 75 ° C., preferably the salt concentration is 600 to 900 mM, and the temperature is 65 ° C. means. For example, 2 × SSC and conditions such as 50 ° C. can be mentioned. Those skilled in the art will consider other conditions such as probe concentration, probe length, reaction time, etc. in addition to the conditions such as salt concentration and temperature of the buffer. A DNA comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of the improved halohydrin epoxidase introduced with any or a plurality of amino acid mutations selected from A) to (H), and a stringent Conditions for obtaining DNA that hybridizes under conditions can be set.
For detailed procedures of the hybridization method, Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed. (Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)) can be referred to. Examples of the hybridizing DNA include, for example, at least a base sequence encoding an amino acid sequence into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from (A) to (H) of (II-2) is introduced. Examples thereof include DNA containing a base sequence having 40% or more, preferably 60%, more preferably 90% or more identity, or a partial fragment thereof.

本発明において、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の調製を行う方法は変異を導入する既知の如何なる方法でもよく、通常は、公知の方法で行なうことができる。例えば、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を基に、市販のキットを利用して部位特異的な置換を生じさせる方法や、遺伝子DNAを選択的に開裂し、次いで選択されたオリゴヌクレオチドを除去・付加し連結する方法等が挙げられる。これらの部位特異的変異誘発法は「Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed.」(Cold Spring Harbor Press (1989))、「Current Protocols in Molecular Biology」(John Wiley & Sons (1987-1997))、Kunkel, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82: 488-492 (1985)、Kramer and Fritz Method. Enzymol., 154: 350-367(1987)、Kunkel, Method. Enzymol., 85: 2763-2766 (1988)等に記載されている。近年では、Kunkel法や Gapped duplex法を基にした部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット、例えばQuikChangeTM Site-Directed Mutagenesis Kit(ストラタジーン社製)、GeneTailorTM Site-Directed Mutagenesis System(インビトロジェン社製)、TaKaRa Site-Directed Mutagenesis System(Mutan-K、Mutan-Super Express Km等:タカラバイオ(株)社製)等を用いて行うことができる。また、目的とする変異導入箇所が、対象遺伝子配列において消化・連結が容易な制限酵素部位の近隣に存在する場合、目的変異を導入したプライマー(合成オリゴDNA)を用いてPCRを行うことで、目的変異が導入された遺伝子DNA断片を容易に得ることができる。さらには、合成オリゴDNAを組み合わせたPCR法(assembly PCR)で伸長させて合成遺伝子として得ることもできる。また、ハイドロキシルアミンや亜硝酸等の変異源となる薬剤を接触・作用させる方法、紫外線照射により変異を誘発する方法、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)を用いてランダムに変異を導入する方法などのランダムな変異導入法によっても、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子から改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を得ることができる。In the present invention, the method for preparing the improved halohydrin epoxidase gene may be any known method for introducing a mutation, and can generally be performed by a known method. For example, using a commercially available kit based on the wild-type halohydrin epoxidase gene, site-specific substitution can be performed, or gene DNA can be selectively cleaved and then the selected oligonucleotide removed. The method of adding and connecting is mentioned. These site-directed mutagenesis methods are described in `` Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed. '' (Cold Spring Harbor Press (1989)), `` Current Protocols in Molecular Biology '' (John Wiley & Sons (1987-1997)), Kunkel. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82: 488-492 (1985), Kramer and Fritz Method. Enzymol., 154: 350-367 (1987), Kunkel, Method. Enzymol., 85: 2763-2766 ( 1988). In recent years, mutagenesis kits using site-directed mutagenesis based on the Kunkel method or the Gapped duplex method, such as QuikChange TM Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene), GeneTailor TM Site-Directed Mutagenesis System (Manufactured by Invitrogen), TaKaRa Site-Directed Mutagenesis System (Mutan-K, Mutan-Super Express Km etc .: manufactured by Takara Bio Inc.) and the like. In addition, when the target mutation introduction site exists in the vicinity of a restriction enzyme site that can be easily digested and linked in the target gene sequence, PCR is performed using a primer (synthetic oligo DNA) into which the target mutation has been introduced, A gene DNA fragment into which the target mutation has been introduced can be easily obtained. Furthermore, it can be extended by a PCR method (assembly PCR) combining synthetic oligo DNAs to obtain a synthetic gene. In addition, random methods such as methods that contact and act drugs such as hydroxylamine and nitrous acid, methods that induce mutations by UV irradiation, and methods that randomly introduce mutations using PCR (polymerase chain reaction) An improved halohydrin epoxidase gene can be obtained from a wild-type halohydrin epoxidase gene also by a mutation introduction method.

(IV)組換えベクター、形質転換体
(IV-1)組換えベクター
上記の方法によって得た本発明の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を宿主で発現させるために、遺伝子の上流に転写プロモーターを、下流にターミネーターを挿入して発現カセットを構築し、このカセットを発現ベクターに挿入することができる。あるいは、当該改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を導入する発現ベクターに転写プロモーターとターミネーターがすでに存在する場合には、発現カセットを構築することなく、ベクター中のプロモーターとターミネーターを利用してその間に当該変異遺伝子を挿入すればよい。ベクターに当該改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を挿入するには、制限酵素を用いる方法、トポイソメラーゼを用いる方法等を利用することができる。また、挿入の際に必要であれば、適当なリンカーを付加してもよい。なお、本発明においては、このような組み込み操作を、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の調製操作と兼ねて行うこともできる。すなわち、他のアミノ酸をコードする塩基配列に置換した塩基配列を有するプライマーを用い、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子がクローニングされた組換えベクターを鋳型としてPCRを行い、得られた増幅産物をベクターに組み込むことができる。
(IV) Recombinant vector, transformant (IV-1) recombinant vector In order to express the improved halohydrin epoxidase gene of the present invention obtained by the above method in a host, a transcription promoter is placed upstream of the gene. An expression cassette can be constructed by inserting a terminator downstream, and this cassette can be inserted into an expression vector. Alternatively, if a transcription promoter and terminator already exist in the expression vector into which the improved halohydrin epoxidase gene is introduced, the promoter and terminator in the vector are used in the meantime without constructing an expression cassette. A mutant gene may be inserted. In order to insert the improved halohydrin epoxidase gene into a vector, a method using a restriction enzyme, a method using topoisomerase, or the like can be used. Further, if necessary at the time of insertion, an appropriate linker may be added. In the present invention, such an integration operation can also be performed in combination with an operation for preparing an improved halohydrin epoxidase gene. That is, PCR is performed using a primer having a base sequence substituted with a base sequence encoding another amino acid, a recombinant vector in which a wild-type halohydrin epoxidase gene is cloned as a template, and the resulting amplified product is used as a vector. Can be incorporated into.

プロモーターの種類は宿主において適切な発現を可能にするものであれば特に限定されるものではないが、例えば、大腸菌宿主において利用できるのものとしては、トリプトファンオペロンのtrpプロモーター、ラクトースオペロンのlacプロモーター、ラムダファージ由来のPLプロモーター及びPRプロモーターなどが挙げられ、tacプロモーター、trcプロモーターのように改変、設計された配列も利用できる。枯草菌宿主において利用できるものとしては、グルコン酸合成酵素プロモーター(gnt)、アルカリプロテアーゼプロモーター(apr)、中性プロテアーゼプロモーター(npr)、α−アミラーゼプロモーター(amy)などが挙げられる。ロドコッカス属細菌宿主において利用できるものとしては、発現ベクターpSJ034に含まれるロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)SK92-B1株由来のニトリラーゼ発現調節遺伝子に係るプロモーターが挙げられる。pSJ034はロドコッカス(Rhodococcus)属細菌においてニトリルヒドラターゼを発現するプラスミドであり、特開平10-337185号公報に示す方法でpSJ023より作製することができる。なお、pSJ023は、形質転換体ATCC12674/pSJ023(受託番号「FERM BP-6232」)として独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(茨城県つくば市東1−1−1 中央第6)に平成9年3月4日付けで寄託されている。   The type of promoter is not particularly limited as long as it allows appropriate expression in the host.For example, those that can be used in E. coli hosts include the trp promoter of tryptophan operon, the lac promoter of lactose operon, Examples include PL promoters and PR promoters derived from lambda phage, and modified and designed sequences such as tac promoter and trc promoter can also be used. Examples that can be used in a Bacillus subtilis host include gluconate synthase promoter (gnt), alkaline protease promoter (apr), neutral protease promoter (npr), α-amylase promoter (amy), and the like. Examples that can be used in a Rhodococcus genus bacterial host include a promoter related to a nitrilase expression regulatory gene derived from Rhodococcus erythropolis SK92-B1 strain contained in an expression vector pSJ034. pSJ034 is a plasmid that expresses nitrile hydratase in bacteria belonging to the genus Rhodococcus, and can be prepared from pSJ023 by the method described in JP-A-10-337185. In addition, pSJ023 was transformed into ATCC12674 / pSJ023 (accession number “FERM BP-6232”) by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (1-1-1 Higashi 1-1-1, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture). Deposited on March 4, 1997.

ターミネーターは必ずしも必要ではなく、その種類も特に限定されるものではなく、例えばρ因子非依存性のもの、例えばリポプロテインターミネーター、trpオペロンターミネーター、rrnBターミネーター等が挙げられる。
また、アミノ酸への翻訳にとって重要な塩基配列として、SD配列やKozak配列などのリボソーム結合配列が知られており、これらの配列を変異遺伝子の上流に挿入することもできる。原核生物を宿主に用いるときにはSD配列を、真核細胞を宿主に用いるときにはKozak配列をPCR法などにより付加してもよい。SD配列としては、大腸菌由来又は枯草菌由来の配列などが挙げられるが、大腸菌や枯草菌等の所望の宿主内で機能する配列であれば特に限定されるものではない。たとえば、16SリボゾームRNAの3'末端領域に相補的な配列が4塩基以上連続したコンセンサス配列をDNA合成により作製して利用してもよい。
一般に、ベクターには目的とする形質転換体を選別するための因子(選択マーカー)が含まれる。選択マーカーとしては、薬剤耐性遺伝子や栄養要求性相補遺伝子、資化性付与遺伝子などが挙げられ、目的や宿主に応じて選択されうる。例えば大腸菌で選択マーカーとして用いられる薬剤耐性遺伝子としては、アンピシリン耐性遺伝子、カナマイシン遺伝子、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子等が挙げられる。
The terminator is not necessarily required, and the type of the terminator is not particularly limited, and examples thereof include ρ-factor-independent ones such as lipoprotein terminator, trp operon terminator, rrnB terminator and the like.
Further, ribosome binding sequences such as an SD sequence and a Kozak sequence are known as base sequences important for amino acid translation, and these sequences can be inserted upstream of a mutated gene. An SD sequence may be added by PCR or the like when a prokaryote is used as a host, and a Kozak sequence may be added when a eukaryotic cell is used as a host. Examples of the SD sequence include sequences derived from E. coli or Bacillus subtilis, but are not particularly limited as long as the sequence functions in a desired host such as Escherichia coli or Bacillus subtilis. For example, a consensus sequence in which a sequence complementary to the 3 ′ end region of 16S ribosomal RNA is continuous for 4 or more bases may be prepared by DNA synthesis and used.
In general, a vector contains a factor (selection marker) for selecting a target transformant. Examples of selectable markers include drug resistance genes, auxotrophic complementary genes, and assimilative genes, and can be selected according to the purpose and host. For example, drug resistance genes used as selection markers in E. coli include ampicillin resistance gene, kanamycin gene, dihydrofolate reductase gene, neomycin resistance gene and the like.

本発明において使用されるベクターは、上記の変異遺伝子を保持するものであれば特に限定されず、それぞれの宿主に適したベクターを使用することができる。ベクターとしては、例えば、プラスミドDNA、バクテリオファージDNA、レトロトランスポゾンDNA、人工染色体DNAなどが挙げられる。例えば、大腸菌を宿主とする場合には、大腸菌内での自律複製可能な領域を有するpTrc99A(Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)、オランダ;http://www.cbs.knaw.nl/)、pUC19(タカラバイオ、日本)、pKK233-2(Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)、オランダ;http://www.cbs.knaw.nl/)、pET-12(Novagen社、ドイツ)、pET-26b(Novagen社、ドイツ)などを用いることができる。また、必要に応じてこれらベクターを改変したものも用いることができる。また、発現効率の高い発現ベクター、例えばtrcプロモーター、lacオペレーターを有する発現ベクターpTrc99A又はpKK233-2などを用いることもできる。   The vector used in the present invention is not particularly limited as long as it retains the above mutant gene, and a vector suitable for each host can be used. Examples of the vector include plasmid DNA, bacteriophage DNA, retrotransposon DNA, artificial chromosome DNA and the like. For example, when E. coli is used as a host, pTrc99A (Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), the Netherlands; http://www.cbs.knaw.nl/), pUC19 (Takara) having a region capable of autonomous replication in E. coli Bio, Japan), pKK233-2 (Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), Netherlands; http://www.cbs.knaw.nl/), pET-12 (Novagen, Germany), pET-26b (Novagen, Germany) ) Etc. can be used. Moreover, what modified these vectors as needed can also be used. An expression vector having high expression efficiency, such as an expression vector pTrc99A or pKK233-2 having a trc promoter or a lac operator, can also be used.

上記の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を含む組換えベクターは、本発明の範囲に含まれる。改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を含む組換えベクターの具体的なものとしては、例えば、本発明で例示するpSTK002、pSTK003、pSTT002、pSTT003、pSTT002-T133A、pSTT002-T136C、pSTT002-T133S、pSTT002-F136A、pSTT002-F136S、pSTT002-F136W、pSTT002-D199Q、pSTT002-D199E、pSTT002-D199H、pSTT002-D199S、pSTT002-D199T、pSTT002-D199Y、pSTT002-D199L、pSTT002-D199M、pSTT002-D199Iなどが挙げられる。   Recombinant vectors containing the improved halohydrin epoxidase gene are within the scope of the present invention. Specific examples of the recombinant vector containing the improved halohydrin epoxidase gene include, for example, pSTK002, pSTK003, pSTT002, pSTT003, pSTT002-T133A, pSTT002-T136C, pSTT002-T133S, pSTT002- exemplified in the present invention. F136A, pSTT002-F136S, pSTT002-F136W, pSTT002-D199Q, pSTT002-D199E, pSTT002-D199H, pSTT002-D199S, pSTT002-D199T, pSTT002-D199Y, pSTT002-D199L, pSTT002-D199M, pSTT002-D199T, etc.

(IV-1)形質転換体
本発明の組換えベクターを宿主に形質転換又は形質導入することで、形質転換体又は形質導入体(以下、これらをまとめて「形質転換体」という)を作製する。当該形質転換体も本発明の範囲に含まれる。
本発明において使用する宿主は、上記組換えベクターが導入された後、目的の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現することができる限り特に限定されるものではない。宿主としては、例えば大腸菌、枯草菌、ロドコッカス属細菌などの細菌、酵母(Pichia、Saccharomyces)、カビ(Aspergillus)、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞等が挙げられる。
(IV-1) Transformant A transformant or transductant (hereinafter collectively referred to as “transformant”) is produced by transforming or transducing the recombinant vector of the present invention into a host. . Such transformants are also included in the scope of the present invention.
The host used in the present invention is not particularly limited as long as the desired improved halohydrin epoxidase can be expressed after the introduction of the above recombinant vector. Examples of the host include bacteria such as Escherichia coli, Bacillus subtilis, Rhodococcus bacteria, yeast (Pichia, Saccharomyces), mold (Aspergillus), animal cells, insect cells, plant cells and the like.

細菌を宿主とする場合、本発明においては、大腸菌、ロドコッカス属細菌を好ましい宿主として用いることができる。大腸菌としては、例えば、大腸菌K12株やB株、あるいはそれら野生株由来の派生株であるJM109株、XL1-Blue株、C600株などを挙げることができる。特に、上述したようなラクトースオペロンのlacプロモーター及びその派生プロモーターを発現プロモーターとして用いる場合、lacIレプレッサー遺伝子を有する宿主を用いれば発現が誘導型となり(IPTG等で誘導)、lacIレプレッサー遺伝子を有しない宿主を用いれば発現は構成型となるので、必要に応じた宿主を利用することができる。これら菌株は、例えば、アメリカン・タイプカルチャー・コレクション(ATCC)などから容易に入手可能である。枯草菌としては、例えば、バチルス・ズブチリス(Bacillus subtilis)などが挙げられる。ロドコッカス(Rhodococcus)属細菌としては、例えば、ロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous)ATCC999株、ATCC12674株、ATCC17895株、ATCC15998株、ATCC33275株、ATCC184、ATCC4001株、ATCC4273株、ATCC4276株、ATCC9356株、ATCC12483株、ATCC14341株、ATCC14347株、ATCC14350株、ATCC15905株、ATCC15998株、ATCC17041株、ATCC19149株、ATCC19150株、ATCC21243株、 ATCC29670株、ATCC29672株、ATCC29675株、ATCC33258株、ATCC13808株、ATCC17043株、ATCC19067株、ATCC21999株、ATCC21291株、ATCC21785株、ATCC21924株、 IFO14894株、IFO3338株、NCIMB11215株、NCIMB11216株、JCM3202株、ロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous)J1株(受託番号「FERM BP-1478」)、ロドコッカス・グロベルルス(Rhodococcus globerulus)IFO14531株、ロドコッカス・ルテウス(Rhodococcus luteus)JCM6162株、JCM6164株、ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)IFO12538株、IFO12320株、ロドコッカス・エクイ(Rhodococcus equi)IFO3730株、JCM1313株が挙げられる。好ましくはロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous)J1株(受託番号「FERM BP-1478」)が挙げられる。なお、上記ATCC株はアメリカンタイプカルチャーコレクションから、IFO株は独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジー本部生物遺伝資源部門(NBRC)から、JCM株は、独立行政法人 理化学研究所 バイオリソースセンター 微生物材料開発室から、FERM株は、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターからそれぞれ入手可能である。   When bacteria are used as hosts, Escherichia coli and Rhodococcus bacteria can be used as preferred hosts in the present invention. Examples of Escherichia coli include Escherichia coli K12 strain and B strain, and JM109 strain, XL1-Blue strain, and C600 strain, which are derived from these wild strains. In particular, when the lac promoter of the lactose operon as described above and its derived promoter are used as expression promoters, expression becomes inducible if a host having the lacI repressor gene is used (induced by IPTG or the like), and the lacI repressor gene is present. If a non-host is used, the expression becomes a constitutive type, so that a host as required can be used. These strains are easily available from, for example, the American Type Culture Collection (ATCC). Examples of Bacillus subtilis include Bacillus subtilis. Examples of Rhodococcus bacteria include, for example, Rhodococcus rhodochrous ATCC999, ATCC12674, ATCC17895, ATCC15998, ATCC33275, ATCC184, ATCC4001, ATCC4273, ATCC4276, ATCC9356, ATCC9356, ATCC14341, ATCC14347, ATCC14350, ATCC15905, ATCC15998, ATCC15998, ATCC17041, ATCC19149, ATCC19150, ATCC21243, ATCC29670, ATCC29672, ATCC29675, ATCC33258, ATCC13808, ATCC17043, ATCC19067, AT2 , ATCC21291, ATCC21785, ATCC21924, IFO14894, IFO3338, NCIMB11215, NCIMB11216, JCM3202, Rhodococcus rhodochrous J1 (accession number "FERM BP-1478"), ococcus R globerulus) IFO14531, Rhodococcus luteus JCM6162, JCM6164, Rhodococcus erythropolis (Rhodococcus) erythropolis) IFO12538 strain, IFO12320 strain, Rhodococcus equi IFO3730 strain, and JCM1313 strain. Preferably, Rhodococcus rhodochrous J1 strain (Accession number “FERM BP-1478”) is used. The ATCC strain is from the American Type Culture Collection, the IFO strain is from the National Institute of Product Evaluation Technology Biotechnology Headquarters, Biogenetic Resource Division (NBRC), and the JCM strain is the RIKEN BioResource Center, Microbial Materials Development. From the laboratory, FERM strains can be obtained from the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Depositary.

細菌への組換えベクターの導入方法としては、細菌にDNAを導入する方法であれば特に限定されるものではない。例えば、カルシウムイオンを用いる方法、エレクトロポレーション法等が挙げられる。酵母を宿主とする場合は、例えばサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、ピヒア・パストリス(Pichia pastoris)等が用いられる。酵母への組換えベクターの導入方法としては、酵母にDNAを導入する方法であれば特に限定されず、例えばエレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法等が挙げられる。動物細胞を宿主とする場合は、サル細胞COS-7、Vero、CHO細胞、マウスL細胞、ラットGH3、ヒトFL細胞等が用いられる。動物細胞への組換えベクターの導入方法としては、例えばエレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法等が挙げられる。昆虫細胞を宿主とする場合は、Sf9細胞、Sf21細胞等が用いられる。昆虫細胞への組換えベクターの導入方法としては、例えばリン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法等が用いられる。植物細胞を宿主とする場合は、タバコBY-2細胞等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。植物細胞への組換えベクターの導入方法としては、例えばアグロバクテリウム法、パーティクルガン法、PEG法、エレクトロポレーション法等が用いられる。   The method for introducing a recombinant vector into bacteria is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into bacteria. Examples thereof include a method using calcium ions and an electroporation method. When yeast is used as a host, for example, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Pichia pastoris, etc. are used. The method for introducing a recombinant vector into yeast is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into yeast, and examples thereof include an electroporation method, a spheroplast method, and a lithium acetate method. When animal cells are used as hosts, monkey cells COS-7, Vero, CHO cells, mouse L cells, rat GH3, human FL cells and the like are used. Examples of methods for introducing a recombinant vector into animal cells include an electroporation method, a calcium phosphate method, and a lipofection method. When insect cells are used as hosts, Sf9 cells, Sf21 cells and the like are used. As a method for introducing a recombinant vector into insect cells, for example, calcium phosphate method, lipofection method, electroporation method and the like are used. When plant cells are used as hosts, tobacco BY-2 cells and the like can be mentioned, but are not limited thereto. As a method for introducing a recombinant vector into a plant cell, for example, an Agrobacterium method, a particle gun method, a PEG method, an electroporation method, or the like is used.

上記の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を含む組換えベクターにより得られる形質転換体は、本発明の範囲に含まれる。改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を含む組換えベクターによる形質転換体の具体的なものとしては、例えば、本発明で例示するJM109/pSTK002、JM109/pSTK003、JM109/pSTT002、JM109/pSTT003、JM109/pSTT002-T133A、JM109/pSTT002-T133C、JM109/pSTT002-T133S、JM109/pSTT002-F136A、JM109/pSTT002-F136S、JM109/pSTT002-F136W、JM109/pSTT002-D199Q、JM109/pSTT002-D199E、JM109/pSTT002-D199H、JM109/pSTT002-D199S、JM109/pSTT002-D199T、JM109/pSTT002-D199Y、JM109/pSTT002-D199L、JM109/pSTT002-D199M、JM109/pSTT002-D199Iなどが挙げられる。   A transformant obtained by the recombinant vector containing the improved halohydrin epoxidase gene is included in the scope of the present invention. Specific examples of the transformant using the recombinant vector containing the improved halohydrin epoxidase gene include, for example, JM109 / pSTK002, JM109 / pSTK003, JM109 / pSTT002, JM109 / pSTT003, JM109 / pSTT002-T133A, JM109 / pSTT002-T133C, JM109 / pSTT002-T133S, JM109 / pSTT002-F136A, JM109 / pSTT002-F136S, JM109 / pSTT002-F136W, JM109 / pSTT002-D199Q, JM109 / pSTT002-199 D199H, JM109 / pSTT002-D199S, JM109 / pSTT002-D199T, JM109 / pSTT002-D199Y, JM109 / pSTT002-D199L, JM109 / pSTT002-D199M, JM109 / pSTT002-D199I, and the like.

(V)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼの製造方法
本発明において、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、上記形質転換体を培養して得られる培養物自体として、又は培養物から採取することにより製造することができる。本発明において、「培養物」とは、培養液、培養液上清、細胞若しくは菌体、細胞若しくは菌体懸濁液、細胞若しくは菌体破砕液、粗酵素液及びこれらの処理物など、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを生産する形質転換体を培養することによって得られるもの及びそれらに起因するもののいずれをも含む意味である。本発明の形質転換体を培養して得られる培養物は、本発明の範囲に含まれる。本発明の形質転換体を培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。目的の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、上記培養物中のいずれかに蓄積される。
(V) Method for producing improved halohydrin epoxidase In the present invention, the improved halohydrin epoxidase is produced as a culture itself obtained by culturing the above transformant or by harvesting from the culture. can do. In the present invention, the “culture” refers to a culture solution, a culture solution supernatant, a cell or fungus body, a cell or fungus suspension, a cell or fungus disruption solution, a crude enzyme solution, and a processed product thereof. It means to include both those obtained by culturing transformants producing type halohydrin epoxidase and those resulting therefrom. A culture obtained by culturing the transformant of the present invention is included in the scope of the present invention. The method for culturing the transformant of the present invention can be carried out according to a usual method used for culturing a host. The desired improved halohydrin epoxidase accumulates in any of the cultures.

本発明の形質転換体を培養する培地は、宿主が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行うことができる培地であれば、天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。炭素源としては、グルコース、ガラクトース、フラクトース、スクロース、ラフィノース、デンプン等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール等のアルコール類が挙げられる。窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸若しくは有機酸のアンモニウム塩又はその他の含窒素化合物が挙げられる。その他、ペプトン、酵母エキス、肉エキス、コーンスティープリカー、各種アミノ酸等を用いてもよい。無機物としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、硫酸銅、炭酸カルシウム等が挙げられる。また、必要に応じ、培養中の発泡を防ぐために消泡剤を添加してもよい。また、ビタミン等を必要に応じて適宜添加してもよい。培養中は必要に応じてアンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。   The medium for culturing the transformant of the present invention contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts and the like that can be assimilated by the host, and can be a natural medium as long as the transformant can be cultured efficiently. Any of synthetic media may be used. Examples of the carbon source include carbohydrates such as glucose, galactose, fructose, sucrose, raffinose and starch, organic acids such as acetic acid and propionic acid, and alcohols such as ethanol and propanol. Examples of the nitrogen source include ammonium salts of inorganic acids or organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, and ammonium phosphate, and other nitrogen-containing compounds. In addition, peptone, yeast extract, meat extract, corn steep liquor, various amino acids, and the like may be used. Examples of inorganic substances include monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, zinc sulfate, copper sulfate, and calcium carbonate. Moreover, you may add an antifoamer in order to prevent foaming during culture | cultivation as needed. Moreover, you may add a vitamin etc. suitably as needed. During culture, an antibiotic such as ampicillin or tetracycline may be added to the medium as necessary.

培養中、ベクター及び目的遺伝子の脱落を防ぐために選択圧を掛けた状態で培養してもよい。すなわち、選択マーカーが薬剤耐性遺伝子である場合に相当する薬剤を培地に添加してもよく、選択マーカーが栄養要求性相補遺伝子である場合に相当する栄養因子を培地から除いてもよい。また、選択マーカーが資化性付与遺伝子である場合は、相当する資化因子を必要に応じて唯一因子として添加することができる。例えば、アンピシリン耐性遺伝子を含むベクターで形質転換した大腸菌を培養する場合、培養中に、必要に応じてアンピシリンを培地に添加してもよい。
プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養する場合は、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、イソプロピル−β−D−チオガラクトシド(IPTG)で誘導可能なプロモーターを有する発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養するときには、IPTG等を培地に添加することができる。また、インドール酢酸(IAA)で誘導可能なtrpプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した形質転換体を培養するときには、IAA等を培地に添加することができる。
During the culture, the vector and the target gene may be cultured under selective pressure in order to prevent the loss of the vector and the target gene. That is, a drug corresponding to the case where the selection marker is a drug resistance gene may be added to the medium, and a nutrient factor corresponding to the case where the selection marker is an auxotrophic complementary gene may be removed from the medium. When the selectable marker is an assimilation gene, a corresponding assimilation factor can be added as a sole factor as necessary. For example, when culturing E. coli transformed with a vector containing an ampicillin resistance gene, ampicillin may be added to the medium as needed during the culture.
When cultivating a transformant transformed with an expression vector using an inducible promoter as a promoter, an inducer may be added to the medium as necessary. For example, when cultivating a transformant transformed with an expression vector having a promoter inducible with isopropyl-β-D-thiogalactoside (IPTG), IPTG or the like can be added to the medium. In addition, when cultivating a transformant transformed with an expression vector using a trp promoter inducible with indoleacetic acid (IAA), IAA or the like can be added to the medium.

形質転換体の培養条件は、目的の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼの生産性及び宿主の生育が妨げられない条件であれば特に限定されるものではないが、通常、培養温度は10℃〜45℃、好ましくは10℃〜40℃、さらに好ましくは15℃〜40℃、さらにより好ましくは20℃〜37℃で行い、必要に応じて、培養中に温度を変更してもよい。培養時間は5〜120時間、好ましくは5〜100時間、さらに好ましくは10〜100時間、さらにより好ましくは15〜80時間程度行う。pHの調整は、無機又は有機酸、アルカリ溶液等を用いて行い、大腸菌であれば通常6〜9に調整する。培養方法としては、固体培養、静置培養、振盪培養、通気攪拌培養などが挙げられる。   The culture conditions for the transformant are not particularly limited as long as the desired improved halohydrin epoxidase productivity and the growth of the host are not hindered. Usually, the culture temperature is 10 ° C to 45 ° C. C., preferably 10 ° C. to 40 ° C., more preferably 15 ° C. to 40 ° C., and even more preferably 20 ° C. to 37 ° C., and the temperature may be changed during the cultivation as necessary. The culture time is 5 to 120 hours, preferably 5 to 100 hours, more preferably 10 to 100 hours, and even more preferably about 15 to 80 hours. The pH is adjusted using an inorganic or organic acid, an alkaline solution, or the like. Examples of the culture method include solid culture, stationary culture, shaking culture, and aeration and agitation culture.

特に大腸菌形質転換体を培養する場合には、振盪培養又は通気攪拌培養(ジャーファーメンター)により好気的条件下で培養することが好ましく、この場合、通常の固体培養法で培養してもよいが、可能な限り液体培養法を採用して培養するのが好ましい。培養に用いる培地としては、例えば、酵母エキス、トリプトン、ポリペプトン、コーンスティープリカー、大豆若しくは小麦ふすまの浸出液等の1種以上の窒素源に、塩化ナトリウム、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄若しくは硫酸マンガン等の無機塩類の1種以上を添加し、更に必要により糖質原料、ビタミン等を適宜添加したものが用いられる。なお、培地の初発pHは7〜9に調整するのが適当である。また、培養は、5℃〜40℃、好ましくは10℃〜37℃で5〜100時間行う。通気攪拌深部培養、振盪培養、静置培養、流加培養等により実施するのが好ましい。特に、工業的規模での改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ生産を行う場合は、通気攪拌培養を利用することができる。さらに、通気攪拌培養の操作方式としては限定されることなく、回分式(batch culture)、半回分式(fed-batch culture, semi-batch culture)及び連続式(continuous culture)のいずれで行ってもよい。特に、高濃度培養により、装置あたり、時間あたり、費用あたり、又は操作あたりの生産性を高めたい場合には、半回分式培養を行うことができる。半回分式で用いられる流加(fed)培地成分は、初発(batch)培地成分と同一の組成のものを用いても、組成を変更してもよいが、初発培地と比較して培地成分濃度はより高濃度であることが好ましい。流加培地の体積は特に限定されることはないが、通常、初発培地の1/2以下の体積を添加させることができる。流加培地を添加していく方法(feeding mode)としては、例えば、定流的流加法(constant)、指数的流化法(exponential)、段階的増加流化法(stepwise increase)、比増殖速度制御流化法(specific growth-rate control)、pHスタット流化法(pH-stat)、DOスタット流化法(DO-stat)、グルコース濃度制御流化法(glucose concentration control)、酢酸濃度モニタリング流化法(acetate concentration monitoring)、ファジー神経回路流化法(fuzzy neural network)などが挙げられるが(Trends in Biotechnology(1996), 14, 98-105)、所望のハロヒドリンエポキシダーゼ活性が得られれば特に限定されるものではない。なお、半回分式培養実施時の培養終了時期は、流化培地の投入終了後に限定される必要はなく、必要に応じて培養を継続し、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性が最も高い時点で培養終了とすることができる。   In particular, when culturing Escherichia coli transformants, it is preferable to culture under aerobic conditions by shaking culture or aeration and agitation culture (jar fermenter). In this case, the culture may be performed by a normal solid culture method. However, it is preferable to employ the liquid culture method as much as possible. Examples of the medium used for the culture include one or more nitrogen sources such as yeast extract, tryptone, polypeptone, corn steep liquor, soybean or wheat bran leachate, sodium chloride, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate. In addition, one or more inorganic salts such as magnesium sulfate, magnesium chloride, ferric chloride, ferric sulfate or manganese sulfate are added, and if necessary, saccharide raw materials, vitamins and the like are appropriately added. The initial pH of the medium is suitably adjusted to 7-9. The culture is performed at 5 ° C to 40 ° C, preferably 10 ° C to 37 ° C for 5 to 100 hours. It is preferably carried out by aeration and agitation deep culture, shaking culture, static culture, fed-batch culture or the like. In particular, when producing improved halohydrin epoxidase on an industrial scale, aeration and agitation culture can be used. Furthermore, the operation method of the aeration and agitation culture is not limited, and it can be performed in any of a batch culture, a fed-batch culture, a semi-batch culture, and a continuous culture. Good. In particular, when it is desired to increase productivity per apparatus, per hour, per cost, or per operation by high concentration culture, semi-batch culture can be performed. The fed medium component used in the semi-batch method may have the same composition as the batch medium component or the composition may be changed, but the concentration of the medium component compared to the initial medium Is preferably at a higher concentration. The volume of the fed-batch medium is not particularly limited, but usually a volume of 1/2 or less of the initial medium can be added. The feeding mode is, for example, constant flow, constant, exponential, stepwise increase, or specific growth rate. Controlled flow method (specific growth-rate control), pH stat flow method (pH-stat), DO stat flow method (DO-stat), glucose concentration control flow method (glucose concentration control), acetic acid concentration monitoring flow Methods (acetate concentration monitoring), fuzzy neural network (Trends in Biotechnology (1996), 14, 98-105), but the desired halohydrin epoxidase activity can be obtained. There is no particular limitation. In addition, the culture end time at the time of semi-batch culture does not need to be limited after the end of the flow medium, and the culture is continued as necessary, and the halohydrin epoxidase activity per transformant is the highest. The culture can be terminated at a high point.

動物細胞を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているRPMI1640培地、DMEM培地又はこれらの培地に牛胎児血清等を添加した培地等が挙げられる。培養は、通常、5%CO2存在下、37℃で1〜30日行う。培養中は必要に応じてカナマイシン及びペニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。形質転換(導入)体が植物細胞又は植物組織である場合は、培養は、通常の植物培養用培地、例えばMS基本培地、LS基本培地等を用いることにより行うことができる。培養方法は、通常の固体培養法、液体培養法のいずれをも採用することができる。
形質転換体が植物細胞又は植物組織である場合は、培養は、通常の植物培養用培地、例えばMS基本培地、LS基本培地等を用いることにより行うことができる。培養方法は、通常の固体培養法、液体培養法のいずれをも採用することができる。
上記培養条件で培養すると、本発明の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを上記培養物中、すなわち、培養液、培養上清、細胞、菌体、又は細胞若しくは菌体の破砕物の少なくともいずれかに蓄積させることができる。
Examples of a medium for culturing a transformant obtained using animal cells as a host include generally used RPMI1640 medium, DMEM medium, or a medium obtained by adding fetal calf serum or the like to these mediums. The culture is usually performed at 37 ° C. for 1 to 30 days in the presence of 5% CO 2 . During culture, antibiotics such as kanamycin and penicillin may be added to the medium as necessary. When the transformed (introduced) body is a plant cell or plant tissue, culturing can be performed by using a normal plant culture medium such as an MS basic medium or an LS basic medium. As a culture method, any of a normal solid culture method and a liquid culture method can be employed.
When the transformant is a plant cell or plant tissue, the culture can be performed by using a normal plant culture medium such as an MS basic medium or an LS basic medium. As a culture method, any of a normal solid culture method and a liquid culture method can be employed.
When cultured under the above culture conditions, the improved halohydrin epoxidase of the present invention is added to the culture, that is, at least one of a culture solution, a culture supernatant, cells, fungus bodies, or cells or fungus disruptions. Can be accumulated.

培養後、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼが菌体内又は細胞内に生産される場合には、菌体又は細胞のまま物質生産における触媒として用いることもできるし、あるいは菌体又は細胞を破砕することにより、目的の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを採取することもできる。いずれの場合にも、必要であれば、遠心分離や膜ろ過などの固液分離操作により、培地除去及び洗浄を行うことができる。遠心分離は、菌体又は細胞を沈降させる遠心力が供給できるものであれば特に限定されることはなく、円筒型や分離板型などを利用することができる。遠心力としては、例えば、500G〜20,000G程度で行うことができる。また、本工程に利用し得る膜ろ過は、目的とする固液分離を達成できれば、精密ろ過(MF)膜、限外ろ過(UF)膜いずれでもよいが、通常、精密ろ過(MF)膜を用いることが好ましい。精密ろ過は、例えば、流動方向に基づけば、デッドエンド方式やクロスフロー(タンジェンシャルフロー)方式に分類することができ、圧力の加え方に基づけば、重力式、加圧式、真空式、遠心力式などに分類することができ、操作様式に基づけば、回分式と連続式などに分類することができるが、固液分離操作を行うことができるものであれば、そのいずれを利用することもできる。MF膜の材質としては、高分子膜、セラミック膜、金属膜、及びそれらの複合型に大別でき、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性及び固液分離操作時の該活性回収率を低下させるものでなければ特に限定はされないが、特に高分子膜、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、混合セルロースエステル、銅アンモニア法再生セルロースエステル、ポリイミド、ナイロン、テフロン(登録商標)などが好ましい。膜の孔径としては、菌体又は細胞を捕捉し、濃縮操作が可能であればよく、通常、0.1〜0.5μm程度のものを用いることができる。   When improved halohydrin epoxidase is produced in cells or cells after culturing, the cells or cells can be used as a catalyst in substance production, or the cells or cells can be disrupted. Thus, the desired improved halohydrin epoxidase can be collected. In either case, if necessary, the medium can be removed and washed by solid-liquid separation operations such as centrifugation and membrane filtration. Centrifugation is not particularly limited as long as it can supply centrifugal force for sedimenting cells or cells, and a cylindrical shape, a separation plate shape, or the like can be used. As a centrifugal force, it can carry out at about 500G-20,000G, for example. The membrane filtration that can be used in this step may be either a microfiltration (MF) membrane or an ultrafiltration (UF) membrane as long as the desired solid-liquid separation can be achieved. It is preferable to use it. For example, microfiltration can be classified into dead-end and crossflow (tangential flow) methods based on the flow direction, and gravity, pressure, vacuum, centrifugal force based on how pressure is applied. It can be classified into formulas, etc., and based on the operation mode, it can be classified into batch type and continuous type, but any one that can perform solid-liquid separation operation can be used. it can. Materials for MF membranes can be broadly classified into polymer membranes, ceramic membranes, metal membranes, and composites thereof, which can reduce the improved halohydrin epoxidase activity and the activity recovery rate during solid-liquid separation operations. Unless otherwise specified, polymer membranes such as polysulfone, polyethersulfone, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polypropylene, polyolefin, polyethylene, polycarbonate, polyacrylonitrile, mixed cellulose ester, Copper ammonia method regenerated cellulose ester, polyimide, nylon, Teflon (registered trademark) and the like are preferable. The pore diameter of the membrane is not particularly limited as long as it can capture bacterial cells or cells and can be concentrated, and usually about 0.1 to 0.5 μm can be used.

上記の遠心分離及び膜ろ過による固液分離操作時には、水、又は必要に応じて緩衝液、等張液を添加して希釈洗浄を行うこともできる。用いられる緩衝液は、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性及び固液分離操作時の該活性回収率を低下させるものでなければ特に限定はされず、例えば、塩濃度は5〜500mM、好ましくは5〜150mM程度であり、pHは5〜9程度のものであればよい。緩衝液成分としては、例えば、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris)、リン酸ナトリウム又はカリウム塩、クエン酸塩、酢酸塩、などを挙げることができる。具体的には、例えば、20mM Tris-硫酸緩衝液(pH8)、20mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7)などが挙げられる。また、等張液としては例えば、0.7〜0.9%塩化ナトリウム溶液などが挙げられる。その他、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを安定しうる物質等があればそれらを添加してもよい。   At the time of the solid-liquid separation operation by the above centrifugal separation and membrane filtration, dilution washing can be performed by adding water or, if necessary, a buffer solution or an isotonic solution. The buffer used is not particularly limited as long as it does not reduce the improved halohydrin epoxidase activity and the activity recovery rate during solid-liquid separation. For example, the salt concentration is 5 to 500 mM, preferably 5 It is about -150 mM and pH should just be about 5-9. Examples of the buffer component include tris (hydroxymethyl) aminomethane (Tris), sodium or potassium phosphate, citrate, acetate, and the like. Specific examples include 20 mM Tris-sulfate buffer (pH 8), 20 mM sodium phosphate buffer (pH 7), and the like. Examples of the isotonic solution include 0.7 to 0.9% sodium chloride solution. In addition, if there are substances that can stabilize the improved halohydrin epoxidase, they may be added.

上記の培地除去及び洗浄操作を行った後、菌体又は細胞を再度水、あるいは必要に応じて緩衝液、等張液に懸濁し、菌体又は細胞懸濁液を調製することができる。菌体又は細胞懸濁液は、そのまま物質生産における触媒として用いることもできるが、必要に応じ、処理を行った後に用いることができる。処理方法としては、例えば、上述の培養から得られる培養物に界面活性剤が終濃度0.01%〜10%になるように加え、ハロヒドリンエポキシダーゼが失活しない温度で攪拌すればよい。界面活性剤の終濃度は、0.05%〜1%とすることが好ましく、0.1%〜0.5%とすることが特に好ましい。処理温度は、0℃〜40℃とすることが好ましく、4℃〜20℃とすることが特に好ましい。処理時間は菌体処理の効果が認められる時間内であればよく、15分〜24時間とすることが好ましく、30分〜2時間とすることが特に好ましい。界面活性剤としては、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤又はノニオン性界面活性剤を用いることができる。陰イオン性界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム等を用いることができる。陽イオン性界面活性剤としては、塩化ベンゼトニウム等を用いることができる。ノニオン性界面活性剤としては、トリトンX100等を用いることができる。界面活性剤で処理した菌は、バッファーで洗浄して用いてもよいし、洗浄せずそのまま用いてもよい。また、上述した培地除去及び洗浄操作を行わずに、直接、菌体又は細胞の界面活性剤等による処理を行うこともできる。また、菌体又は細胞は、固定化して用いることもできる。具体的には、例えば、培養後の細胞又は菌体をアクリルアミド等のゲルで包含したもの、アルミナ、シリカ、ゼオライト、珪藻土等の無機担体に担持したもの等が挙げられる。   After performing the above-mentioned medium removal and washing operations, the cells or cells can be suspended again in water or, if necessary, in a buffer solution or an isotonic solution to prepare a cell or cell suspension. The bacterial cell or cell suspension can be used as a catalyst in substance production as it is, but can be used after treatment as necessary. As a treatment method, for example, the surfactant may be added to the culture obtained from the above-mentioned culture so that the final concentration becomes 0.01% to 10% and stirred at a temperature at which the halohydrin epoxidase is not inactivated. The final concentration of the surfactant is preferably 0.05% to 1%, particularly preferably 0.1% to 0.5%. The treatment temperature is preferably 0 ° C to 40 ° C, particularly preferably 4 ° C to 20 ° C. The treatment time may be within the time in which the effect of the bacterial cell treatment is recognized, preferably 15 minutes to 24 hours, particularly preferably 30 minutes to 2 hours. As the surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, or a nonionic surfactant can be used. As an anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate can be used. As the cationic surfactant, benzethonium chloride or the like can be used. As the nonionic surfactant, Triton X100 or the like can be used. Bacteria treated with a surfactant may be used after washing with a buffer, or may be used without washing. Moreover, it is also possible to directly perform a treatment with a fungus body or cell surfactant or the like without performing the above-described medium removal and washing operations. In addition, bacterial cells or cells can be immobilized and used. Specific examples include those in which cells or cells after culturing are included in a gel such as acrylamide, or those supported on an inorganic carrier such as alumina, silica, zeolite, or diatomaceous earth.

一方、菌体又は細胞を破砕することにより、目的の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを採取することもできる。菌体又は細胞の破砕方法としては、超音波処理、フレンチプレスやホモジナイザーによる高圧処理、ビーズミルによる磨砕処理、衝撃破砕装置による衝突処理、リゾチーム、セルラーゼ、ペクチナーゼ等を用いる酵素処理、凍結融解処理、低張液処理、ファージによる溶菌誘導処理等が挙げられ、いずれかの方法を単独又は必要に応じ組み合わせて利用することができる。工業的規模で菌体又は細胞の破砕を行う場合は、操作性、回収率、コスト等を勘案し、主に高圧処理や磨砕処理、衝突処理を利用することが好ましく、場合によってはこれら物理的破砕操作に酵素処理などを組み合わせてもよい。各破砕処理方法において、菌体又は細胞からの改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ回収率が十分高いものであれば、操作条件は特に限定されることはない。十分高い改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ回収率とは、例えば、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%、最も好ましくは99%以上である。   On the other hand, the desired improved halohydrin epoxidase can also be collected by disrupting the cells or cells. As a method for disrupting cells or cells, ultrasonic treatment, high-pressure treatment with a French press or a homogenizer, grinding treatment with a bead mill, collision treatment with an impact crushing device, enzyme treatment using lysozyme, cellulase, pectinase, etc., freeze-thaw treatment, Examples include hypotonic solution treatment, lysis induction treatment with phage, and the like, and any of these methods can be used alone or in combination as necessary. When crushing bacterial cells or cells on an industrial scale, it is preferable to use mainly high-pressure treatment, grinding treatment, and collision treatment in consideration of operability, recovery rate, cost, etc. Enzymatic treatment or the like may be combined with the mechanical crushing operation. In each crushing method, the operation conditions are not particularly limited as long as the improved halohydrin epoxidase recovery rate from the cells or cells is sufficiently high. The sufficiently high improved halohydrin epoxidase recovery rate is, for example, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95%, and most preferably 99% or more.

ビーズミルによる磨砕処理を行う場合、用いられるビーズは、例えば、密度2.5〜6.0g/cm3、サイズ0.1〜1.0mmのものを通常80〜85%程度充填することにより破砕を行うことができ、運転方式としては回分式、連続式いずれをも採用することができる。菌体又は細胞濃度も特に限定されないが、例えば、細菌であれば6〜12%程度、酵母であれば14〜18%程度とすればよい。
高圧処理を行う場合、処理圧力は、菌体又は細胞からの改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ回収率が十分高いものであれば特に限定されないが、例えば、40〜150MPa程度の圧力で破砕を行うことができる。菌体又は細胞濃度も特に限定されないが、例えば、20%以下程度であればよい。必要に応じて、装置を直列に配置したり、複数ステージ構造の装置を用いたりすることにより、多段階処理を行い、破砕及び操作効率を向上させることも可能である。通常、処理圧力10MPaあたり2〜3℃の温度上昇が生じることから、必要に応じて冷却処理を行うことが好ましい。
衝突処理の場合、例えば、被破砕菌体又は細胞スラリーを予め噴霧急速凍結処理(凍結速度:例えば1分間当たり数千℃)などによって凍結微細粒子(例えば50μm以下)にしておき、これを高速(例えば約300m/s)の搬送ガスによって衝突板に衝突させることで菌体又は細胞を破砕することができる。
When grinding by a bead mill, the beads used can be crushed by, for example, filling about 80 to 85% of a density of 2.5 to 6.0 g / cm 3 and a size of 0.1 to 1.0 mm, Either a batch system or a continuous system can be adopted as the operation system. The bacterial cell or cell concentration is not particularly limited, but may be, for example, about 6 to 12% for bacteria and about 14 to 18% for yeasts.
When high-pressure treatment is performed, the treatment pressure is not particularly limited as long as the recovery rate of improved halohydrin epoxidase from cells or cells is sufficiently high. For example, crushing is performed at a pressure of about 40 to 150 MPa. Can do. The bacterial cell or cell concentration is not particularly limited, and may be, for example, about 20% or less. If necessary, it is possible to perform multistage processing by arranging the devices in series or using a device having a multi-stage structure to improve crushing and operation efficiency. Usually, since a temperature rise of 2 to 3 ° C. per 10 MPa of processing pressure occurs, it is preferable to perform a cooling process as necessary.
In the case of the collision treatment, for example, the cells to be crushed or the cell slurry are preliminarily sprayed into a frozen fine particle (eg, 50 μm or less) by rapid freezing treatment (freezing speed: for example, several thousand degrees C per minute), and this is performed at high speed ( For example, the cells or cells can be crushed by colliding against the collision plate with a carrier gas of about 300 m / s).

上記のような菌体又は細胞破砕処理の結果、細胞内の核酸が流出することにより、処理液の粘度が上昇してハンドリングが困難になる場合、あるいは、後段の残渣分離工程での活性回収率向上に効果がある場合は、必要に応じて、核酸除去又は核酸分解により、処理液の粘度低減や残渣分離工程での活性回収率の向上を期待することができる。細胞破砕液中の核酸を除去又は分解する方法としては、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性又は該活性回収率を低下させず、かつ、核酸を除去又は分解することができる方法であればいかなる方法でもよいが、例えば、生化学実験講座5巻200〜201頁に記載されているように、細胞破砕液にプロタミン硫酸あるいはストレプトマイシンを添加することにより核酸を沈澱させる方法、核酸分解酵素で核酸を分解する方法、デキストラン−ポリエチレングリコールを用い液々分離を行う方法などが挙げられる。また、物理的破砕処理をさらに追加することも有効な場合がある。これら方法のうち、特に、工程の煩雑化を避けつつ迅速に核酸を分解したい場合には、核酸分解酵素で核酸を分解する方法を採ることができる。核酸分解酵素処理に用いる核酸分解酵素は、少なくともデオキシリボ核酸(DNA)に作用し、核酸分解反応触媒能力を有し、DNA重合度を下げるものであればいかなるものでもよく、該形質転換体細胞内に本来存在する核酸分解酵素を利用してもよいが、別途、外因性の核酸分解酵素を添加してもよい。別途添加する核酸分解酵素としては、例えば、ウシ脾臓由来DNaseI(タカラバイオ、日本)、ブタ脾臓由来DNaseII(和光純薬、日本)、Serratia marcescens由来核酸分解酵素Benzonase(登録商標) Nuclease(タカラバイオ、日本)、Nuclease from Staphylococcus aureus(和光純薬、日本)などが挙げられる。添加する酵素量は、酵素の種類やユニット数(U)の定義により異なるが、当業者であれば適宜設定することができる。必要に応じて、核酸分解酵素に要求されるマグネシウムなどの補因子を該酵素溶液に添加してもよい。処理温度は、用いる核酸分解酵素によって異なるが、常温生物種由来の核酸分解酵素であれば、通常20〜40℃の温度に設定すればよい。   As a result of bacterial cell or cell disruption treatment as described above, when the intracellular nucleic acid flows out, the viscosity of the treatment liquid increases and handling becomes difficult, or the activity recovery rate in the subsequent residue separation step If there is an effect on the improvement, it is possible to expect a reduction in the viscosity of the treatment liquid and an improvement in the activity recovery rate in the residue separation step by removing the nucleic acid or decomposing the nucleic acid as necessary. Any method can be used for removing or degrading nucleic acids in the cell lysate so long as the method can remove or degrade nucleic acids without reducing the improved halohydrin epoxidase activity or the activity recovery rate. However, for example, as described in Biochemistry Laboratory, Vol. 5, pages 200-201, nucleic acid is degraded by adding protamine sulfate or streptomycin to the cell lysate, or nucleolytic enzyme. And a method of liquid-liquid separation using dextran-polyethylene glycol. It may also be useful to add further physical crushing treatments. Among these methods, in particular, when it is desired to rapidly degrade nucleic acids while avoiding complicated processes, a method of degrading nucleic acids with a nucleolytic enzyme can be employed. The nucleolytic enzyme used in the nucleolytic enzyme treatment may be any nucleolytic enzyme as long as it acts on at least deoxyribonucleic acid (DNA), has a nucleolytic reaction catalytic ability, and lowers the degree of DNA polymerization. However, an exogenous nucleolytic enzyme may be added separately. Examples of the nucleolytic enzyme added separately include bovine spleen-derived DNase I (Takara Bio, Japan), porcine spleen-derived DNase II (Wako Pure Chemicals, Japan), Serratia marcescens-derived nucleolytic enzyme Benzonase (registered trademark) Nuclease (Takara Bio, Japan), Nuclease from Staphylococcus aureus (Wako Pure Chemicals, Japan). The amount of enzyme to be added varies depending on the type of enzyme and the definition of the number of units (U), but can be appropriately set by those skilled in the art. If necessary, a cofactor such as magnesium required for a nucleolytic enzyme may be added to the enzyme solution. The treatment temperature varies depending on the nucleolytic enzyme to be used, but a normal temperature species-derived nucleolytic enzyme may be usually set at a temperature of 20 to 40 ° C.

得られた破砕液から菌体又は細胞破砕残渣を除去する必要がある場合は、例えば、遠心分離やろ過(デッドエンド方式あるいはクロスフロー方式)などにより除去することができる。
遠心分離操作は、前述の通り行うことができる。菌体又は細胞破砕残渣が微細であり、容易に沈降し難い場合は、必要に応じて、凝集剤を使用して残渣沈殿効率を上げることもできる。有機高分子凝集剤は、イオン性に基づけば、カチオン系凝集剤、アニオン系凝集剤、両性系凝集剤、ノニオン系凝集剤を挙げることができ、成分に基づけば、アクリル系、ポリエチレンイミン、縮合系ポリカチオン(ポリアミン)、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、キトサンなどを挙げることができるが、本発明において使用する凝集剤は、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性又は該活性回収率を低下させず、かつ、残渣分離効率を向上させることができるものであればいずれの凝集剤でもよい。アクリル系凝集剤の成分となるアクリル系水溶性モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、アクリル酸ナトリウム、アクリルアミド2メチル−プロパンスルホン酸ナトリウム、ジメチルアミノエチル−メタクリレート、メタクリロイロキシエチル−トリメチルアンモニウム−クロライド、メタクリロイロキシエチル−ベンジルジメチル−アンモニウムクロライド、ジメチルアミノエチル−アクリレート、アクリロイロキシエチル−トリメチルアンモニウム−クロライド、ジメチルアミノプロピル−アクリルアミド、アクリルアミドプロピル−トリメチルアンモニウム−クロライド、ポリアミジン−クロライドなどが挙げられ、これらモノマーの単一重合物、多様な組成による共重合物又は高分子変性物がアクリル系凝集剤として挙げられる。特に代表的なカチオン系高分子凝集剤としては、ポリアミノアルキルメタアクリレート類,ポリアムノアルキルメタアクリレートとアクリルアミドの共重合物類,ポリアクリルアミドのマンニツヒ変性物類,ポリジメチルジアリルアンモニウム塩類,ポリビニルイミダゾリン類,ポリアクリルアミド類,アミン系重縮合物類などがあげられ、すでに多くの商品が市販されている。その主なものとしては,例えば,サンポリ−K-601,K-602(主成分ポリアミン,三共化成),クリフロツクLC-599(主成分:ポリアミン及びポリアミド,栗田工業),ハイモロツクM-166,M-566,M-966,(主成分:アクリルアミド変性物,協立有機工業),ユニフロツカ−UF-301,UF-304,UF-305,(主成分:ポリアクリルアミド,ユニチカ),UF-330,UF-340,(主成分:アミノメタアクリル酸エステル,ユニチカ),UF-505(主成分:ジシアンアミン,ユニチカ),リユーフロツクC-110(主成分:ポリアミン,大日本インキ化学),ピユリフロツクC-31(主成分:ポリアミン,ダウケミカル)が挙げられる。また、ダイヤニトリックス社(日本)製 K-400シリーズ、KM-200シリーズ、KM-1200シリーズ、KAM-200シリーズ、KD-200シリーズ、KP-000シリーズ、KP-100シリーズ、KP-200シリーズ、KP-300シリーズ、KP-500シリーズ、KP-1200シリーズ、KA-000シリーズ、KA-200シリーズ、KA-300シリーズ、KA-400シリーズ、KA-600シリーズ、KA-700シリーズ、KA-800シリーズなども挙げられる。これら凝集剤は単独で又は2種以上を併用して使用できる。本発明において使用する凝集剤は、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性又は該活性回収率を低下させず、かつ、残渣分離効率を向上させることができるものであれば上述のいずれの凝集剤でもよいが、具体的には、例えば、ダイヤニトリックス社(日本)製K-403B、K-408、K-415などが挙げられる。凝集剤の添加量としては、凝集剤の種類や菌体又は破砕液の液状によっても異なるが、例えば、破砕した微生物乾燥重量%濃度の1/200〜1/5の濃度、好ましくは1/100〜1/10濃度である。添加方法としては、例えば、凝集剤を予め水に溶解した後、菌体又は細胞破砕液に添加して少なくとも5分〜24時間、好ましくは30分〜10時間程度、静置又は撹拌すればよい。そのときの温度としては、例えば、0℃〜60℃、特に0℃〜50℃、さらに0℃〜40℃が好ましい。また、pHの調整が必要な場合には、適宜、無機塩終濃度が5〜200mMとなるよう添加して緩衝液化することもできるし、必要に応じて、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを安定化する物質を添加してもよい。
When it is necessary to remove bacterial cells or cell disruption residues from the obtained disrupted solution, it can be removed by, for example, centrifugation or filtration (dead end method or crossflow method).
Centrifugation can be performed as described above. If the bacterial cell or cell disruption residue is fine and difficult to settle easily, a flocculant can be used as necessary to increase the residue precipitation efficiency. Organic polymer flocculants can include cationic flocculants, anionic flocculants, amphoteric flocculants and nonionic flocculants based on ionic properties, and acrylic, polyethyleneimine, condensation based on ingredients. A polycation (polyamine), dimethyldiallylammonium chloride, chitosan, etc., and the flocculant used in the present invention does not decrease the improved halohydrin epoxidase activity or the activity recovery rate, and Any flocculant may be used as long as the residue separation efficiency can be improved. Examples of the acrylic water-soluble monomer that is a component of the acrylic flocculant include acrylamide, sodium acrylate, sodium acrylamide 2-methyl-propanesulfonate, dimethylaminoethyl methacrylate, methacryloyloxyethyl-trimethylammonium chloride, methacrylate. Monomers such as leuoxyethyl-benzyldimethyl-ammonium chloride, dimethylaminoethyl-acrylate, acryloyloxyethyl-trimethylammonium chloride, dimethylaminopropyl-acrylamide, acrylamidopropyl-trimethylammonium chloride, and polyamidine-chloride. Examples of acrylic flocculants include single polymers, copolymers with various compositions, and polymer-modified products. . Representative cationic polymer flocculants include polyaminoalkyl methacrylates, copolymers of polyamnoalkyl methacrylate and acrylamide, Mannich modified polyacrylamide, polydimethyldiallylammonium salts, polyvinyl imidazolines. , Polyacrylamides, amine-based polycondensates and the like, and many products are already on the market. The main ones are, for example, Sanpoly-K-601, K-602 (main component polyamine, Sankyo Kasei), Cliflock LC-599 (main component: polyamine and polyamide, Kurita Industries), Hymorlock M-166, M- 566, M-966, (Main component: acrylamide modified, Kyoritsu Organic Industries), Unifroca-UF-301, UF-304, UF-305, (Main component: Polyacrylamide, Unitika), UF-330, UF- 340, (main component: aminomethacrylic acid ester, Unitika), UF-505 (main component: dicyanamine, Unitika), Liufloc C-110 (main component: polyamine, Dainippon Ink Chemical), Piurifloc C-31 (principal component) : Polyamine, Dow Chemical). Also, K-400 series, KM-200 series, KM-1200 series, KAM-200 series, KD-200 series, KP-000 series, KP-100 series, KP-200 series, KP- from Daianitrix (Japan) 300 series, KP-500 series, KP-1200 series, KA-000 series, KA-200 series, KA-300 series, KA-400 series, KA-600 series, KA-700 series, KA-800 series etc. It is done. These flocculants can be used alone or in combination of two or more. The flocculant used in the present invention may be any of the flocculants described above as long as it does not decrease the improved halohydrin epoxidase activity or the activity recovery rate and can improve the residue separation efficiency. However, specific examples include K-403B, K-408, K-415, etc., manufactured by Dianitics (Japan). The amount of the flocculant added varies depending on the type of flocculant and the liquid form of the microbial cells or the crushing liquid.For example, the concentration is 1/200 to 1/5 of the crushed microorganism dry weight concentration, preferably 1/100. ~ 1/10 concentration. As an addition method, for example, after the flocculant is dissolved in water in advance, it is added to the bacterial cells or cell disruption solution, and is allowed to stand or stir for at least 5 minutes to 24 hours, preferably about 30 minutes to 10 hours. . As temperature at that time, for example, 0 ° C. to 60 ° C., particularly 0 ° C. to 50 ° C., and more preferably 0 ° C. to 40 ° C. are preferable. When pH adjustment is required, it can be added to make a buffer solution with an inorganic salt final concentration of 5 to 200 mM as appropriate, and if necessary, improved halohydrin epoxidase can be stabilized. Substances to be converted may be added.

ろ過により残渣分離を行う場合、目的とする残渣分離を達成できれば、精密ろ過(MF)膜、限外ろ過(UF)膜いずれの膜を使用してもよいが、通常、精密ろ過(MF)膜を用いることが好ましい。精密ろ過膜は、前述の通り、残渣分離操作を行うことができるものであれば、いずれをも利用することができる。膜の孔径としては、菌体又は細胞残渣を捕捉し、かつ、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性がろ液側に回収できるものであればよく、例えば、0.1〜0.5μm程度のものを用いることができる。さらに、ろ過助剤、必要に応じて凝集剤を用いれば、孔径0.5μm以上の膜あるいはろ紙を利用することもできる。ろ過助剤としては、珪藻土やセルロースパウダー、活性炭などが挙げられる。凝集剤は上述の通りである。   When performing residue separation by filtration, either a microfiltration (MF) membrane or an ultrafiltration (UF) membrane may be used as long as the desired residue separation can be achieved, but usually a microfiltration (MF) membrane. Is preferably used. As described above, any microfiltration membrane can be used as long as it can perform a residue separation operation. The pore size of the membrane is not particularly limited as long as it captures bacterial cells or cell debris and can recover the improved halohydrin epoxidase activity on the filtrate side, for example, about 0.1 to 0.5 μm. Can do. Furthermore, if a filter aid and, if necessary, a flocculant are used, a membrane or filter paper having a pore size of 0.5 μm or more can be used. Examples of the filter aid include diatomaceous earth, cellulose powder, and activated carbon. The flocculant is as described above.

残渣を除去した後に得られた上清は、細胞抽出液可溶性画分であり、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを含む粗酵素溶液とすることができる。その後、必要に応じて、タンパク質の単離精製に用いられる一般的な生化学的方法、例えば硫酸アンモニウム沈殿、各種クロマトグラフィー(例えばゲル濾過クロマトグラフィー(例えばSephadexカラム)、イオン交換クロマトグラフィー(例えばDEAE-Toyopearl)、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー(例えばbutyl Toyopearl)、陰イオンクロマトグラフィー(例えばMonoQカラム)等)、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動等を単独で又は適宜組み合わせて用いることにより、前記培養物中からハロヒドリンエポキシダーゼを単離精製することができる。   The supernatant obtained after removing the residue is a cell extract soluble fraction and can be a crude enzyme solution containing an improved halohydrin epoxidase. Thereafter, if necessary, general biochemical methods used for protein isolation and purification, such as ammonium sulfate precipitation, various chromatographies (eg gel filtration chromatography (eg Sephadex column)), ion exchange chromatography (eg DEAE- Toyopearl), affinity chromatography, hydrophobic chromatography (for example, butyl Toyopearl), anion chromatography (for example, MonoQ column)), SDS polyacrylamide gel electrophoresis, etc., alone or in combination as appropriate, From inside, halohydrin epoxidase can be isolated and purified.

本発明の形質転換体が遺伝子組換え体であり、かつ、製造工程での形質転換体の環境への漏出、製品への混入、又は使用後の取り扱い等で、二次的に微生物汚染を引き起こす可能性を危惧する場合には、必要に応じて不活化処理を行うことができる。不活化方法としては、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性又は該活性回収率を低下させず、かつ、形質転換体を不活化できる方法であればいかなる方法でも良く、例えば、熱処理、菌体破砕処理、薬剤処理などの方法を単独又は組み合わせて利用できる。例えば、菌体破砕処理の前又は後に、薬剤処理を行うことで、不活化を行うことができる。使用する薬剤としては、形質転換体の宿主種類により異なるが、例えば、塩化ベンゼトニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化メチルステアロイル、臭化セチルトリメチルアンモニウム等の陽イオン系界面活性剤、塩酸アルキルジアミノエチルグリシンなどの両性イオン系界面活性剤などが挙げられる。また、エタノール等のアルコール類、2−メルカプトエタノール等のチオール類、エチレンジアミン等のアミン類、システイン、オルニチン、シトルリン等のアミノ酸類なども挙げられる。薬剤の濃度は、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性又は該活性回収率を低下させず、かつ、不活化できる濃度であればよいが、例えば、微生物乾燥重量%濃度の1/100〜1/2の濃度、好ましくは1/10〜1/5濃度程度が好ましい。処理温度は、0〜50℃、好ましくは0〜40℃で行われる。また、pHは、5〜9程度、好ましくは6〜8程度で行われる。   The transformant of the present invention is a gene recombinant, and causes microbial contamination secondarily due to leakage of the transformant into the environment in the production process, mixing into a product, or handling after use. In case of fear of possibility, inactivation processing can be performed as necessary. The inactivation method may be any method as long as it does not reduce the improved halohydrin epoxidase activity or the activity recovery rate and can inactivate the transformant. For example, heat treatment, cell disruption treatment, etc. A method such as drug treatment can be used alone or in combination. For example, inactivation can be performed by performing a chemical treatment before or after the cell disruption treatment. The agent to be used varies depending on the host type of the transformant. For example, a cationic surfactant such as benzethonium chloride, cetylpyridinium chloride, methylstearoyl chloride, cetyltrimethylammonium bromide, alkyldiaminoethylglycine hydrochloride, etc. Examples include zwitterionic surfactants. Also included are alcohols such as ethanol, thiols such as 2-mercaptoethanol, amines such as ethylenediamine, and amino acids such as cysteine, ornithine and citrulline. The concentration of the drug may be any concentration that does not decrease the improved halohydrin epoxidase activity or the activity recovery rate and can be inactivated. For example, the concentration is 1/100 to 1/2 of the microbial dry weight% concentration. The concentration is preferably about 1/10 to 1/5. The treatment temperature is 0 to 50 ° C, preferably 0 to 40 ° C. The pH is about 5 to 9, preferably about 6 to 8.

一方、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼが菌体外又は細胞外に生産される場合には、培養液をそのまま使用するか、上述したような遠心分離やろ過等により菌体又は細胞を除去する。その後、必要に応じて硫安沈澱による抽出等により前記培養物中から改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを採取し、さらに必要に応じて透析、各種クロマトグラフィー(ゲルろ過、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等)を単独又は適宜組み合わせて用いることにより、精製することもできる。
形質転換体が植物細胞又は植物組織である場合は、セルラーゼ、ペクチナーゼ等の酵素を用いた細胞溶解処理、超音波破砕処理、磨砕処理等により細胞を破壊する。その後、必要であれば、タンパク質の単離精製に用いられる一般的な生化学的方法、例えば硫酸アンモニウム沈殿、各種クロマトグラフィー(例えばゲル濾過クロマトグラフィー(例えばSephadexカラム)、イオン交換クロマトグラフィー(例えばDEAE-Toyopearl)、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー(例えばbutyl Toyopearl)、陰イオンクロマトグラフィー(例えばMonoQカラム)等)、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動等を単独で又は適宜組み合わせて用いることにより、前記培養物中からハロヒドリンエポキシダーゼを単離精製することができる。単離したハロヒドリンエポキシダーゼは、上述の細胞又は菌体と同様に、適当な担体に保持し固定化酵素として使用することもできる。
On the other hand, when the improved halohydrin epoxidase is produced outside the cells or cells, the culture solution is used as it is, or the cells or cells are removed by centrifugation or filtration as described above. Thereafter, if necessary, improved halohydrin epoxidase is collected from the culture by extraction with ammonium sulfate precipitation or the like, and if necessary, dialysis, various chromatography (gel filtration, ion exchange chromatography, affinity chromatography). Etc.) can be used alone or in appropriate combination.
When the transformant is a plant cell or plant tissue, the cell is destroyed by cell lysis treatment using an enzyme such as cellulase or pectinase, ultrasonic disruption treatment, grinding treatment, or the like. Thereafter, if necessary, general biochemical methods used for protein isolation and purification, such as ammonium sulfate precipitation, various chromatographies (eg gel filtration chromatography (eg Sephadex column)), ion exchange chromatography (eg DEAE- Toyopearl), affinity chromatography, hydrophobic chromatography (for example, butyl Toyopearl), anion chromatography (for example, MonoQ column), SDS polyacrylamide gel electrophoresis, etc., alone or in combination as appropriate, From inside, halohydrin epoxidase can be isolated and purified. The isolated halohydrin epoxidase can be retained on a suitable carrier and used as an immobilized enzyme in the same manner as the above-described cells or cells.

以上のようにして得られる培養物及び改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、本発明の範囲に含まれる。得られる培養物及び改良型ハロヒドリンエポキシダーゼの生産収率は、(I)記載のハロヒドリンエポキシダーゼ活性を測定し、培養装置あたり、培養液あたり、菌体(形質転換体)湿重量又は乾燥重量あたり、酵素液中タンパク質重量あたりなどの活性算出することにより求めることができる。
また、本発明においては、上記改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子又は改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を含む組換えベクターから改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを採取することも可能である。すなわち、本発明においては、生細胞を全く使用することなく無細胞タンパク質合成系を採用して、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを産生することが可能である。無細胞タンパク質合成系とは、細胞抽出液を用いて試験管などの人工容器内でタンパク質を合成する系である。なお、本発明において使用される無細胞タンパク質合成系には、DNAを鋳型としてRNAを合成する無細胞転写系も含まれる。この場合、上記の宿主に対応する生物は、下記の細胞抽出液の由来する生物に相当する。ここで、上記細胞抽出液は、真核細胞由来又は原核細胞由来の抽出液、例えば、小麦胚芽、大腸菌などの抽出液を使用することができる。なお、これらの細胞抽出液は濃縮されたものであっても濃縮されないものであってもよい。細胞抽出液は、例えば限外濾過、透析、ポリエチレングリコール(PEG)沈殿等によって得ることができる。さらに本発明において、無細胞タンパク質合成は、市販のキットを用いて行うこともできる。そのようなキットとしては、例えば試薬キットPROTEIOSTM(東洋紡)、TNTTM System(プロメガ)、合成装置のPG-MateTM(東洋紡)、RTS(ロシュ・ダイアグノスティクス)などが挙げられる。
上記のように無細胞タンパク質合成によって得られる改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、例えば前述のように適宜クロマトグラフィーを選択して、精製することができる。
The culture and improved halohydrin epoxidase obtained as described above are included in the scope of the present invention. The production yield of the obtained culture and the improved halohydrin epoxidase was determined by measuring the halohydrin epoxidase activity described in (I), and the wet weight of the cells (transformants) per culture apparatus, per culture solution. Or it can obtain | require by calculating activities, such as per dry weight and per protein weight in an enzyme solution.
In the present invention, it is also possible to collect an improved halohydrin epoxidase from a recombinant vector containing the improved halohydrin epoxidase gene or the improved halohydrin epoxidase gene. That is, in the present invention, it is possible to produce an improved halohydrin epoxidase by employing a cell-free protein synthesis system without using any living cells. The cell-free protein synthesis system is a system that synthesizes a protein in an artificial container such as a test tube using a cell extract. The cell-free protein synthesis system used in the present invention includes a cell-free transcription system that synthesizes RNA using DNA as a template. In this case, the organism corresponding to the host corresponds to the organism from which the following cell extract is derived. Here, eukaryotic cell-derived or prokaryotic cell-derived extracts such as wheat germ, Escherichia coli and the like can be used as the cell extract. Note that these cell extracts may be concentrated or not concentrated. The cell extract can be obtained, for example, by ultrafiltration, dialysis, polyethylene glycol (PEG) precipitation or the like. Furthermore, in the present invention, cell-free protein synthesis can also be performed using a commercially available kit. Examples of such kits include reagent kits PROTEIOS (Toyobo), TNT System (Promega), synthesizer PG-Mate (Toyobo), RTS (Roche Diagnostics) and the like.
The improved halohydrin epoxidase obtained by cell-free protein synthesis as described above can be purified, for example, by appropriately selecting chromatography as described above.

(VI)エピハロヒドリン及び4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法
上述のようにして製造された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、酵素触媒として物質生産に利用することができる。すなわち、以下の(VI-1)〜(VI-3)に示す反応に供することができる。
(VI) Method for producing epihalohydrin and 4-halo-3-hydroxybutyronitrile The improved halohydrin epoxidase produced as described above can be used as an enzyme catalyst for substance production. That is, it can use for reaction shown to the following (VI-1)-(VI-3).

(VI-1)1,3−ジハロ−2−プロパノールのエピハロヒドリンへの変換
本変換反応は、1,3−ジハロ−2−プロパノールを、上述の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ及び/又は上述の培養により得られる培養物と接触させることにより行うことができる。
基質である1,3−ジハロ−2−プロパノールは、前述した一般式(1)で示される化合物である。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的には1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノール、1,3−ジヨード−2−プロパノール等が挙げられ、好ましくは、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノールである。
変換反応液中の基質濃度は、0.01〜15(W/V) %が好ましい。この範囲内であると酵素安定性の観点から好ましく、0.01〜10%が特に好ましい。基質は反応液に一括添加あるいは分割添加することができる。分割添加により基質濃度を一定にすることが蓄積性の観点から望ましい。
(VI-1) Conversion of 1,3-dihalo-2-propanol to epihalohydrin In this conversion reaction, 1,3-dihalo-2-propanol was converted into the above-described improved halohydrin epoxidase and / or the above-mentioned culture. It can carry out by making it contact with the culture obtained by.
1,3-Dihalo-2-propanol as a substrate is a compound represented by the general formula (1) described above. As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specific examples include 1,3-difluoro-2-propanol, 1,3-dichloro-2-propanol, 1,3-dibromo-2-propanol, 1,3-diiodo-2-propanol, and preferably 1,3-dichloro-2-propanol and 1,3-dibromo-2-propanol.
The substrate concentration in the conversion reaction solution is preferably 0.01 to 15 (W / V)%. Within this range, it is preferable from the viewpoint of enzyme stability, and 0.01 to 10% is particularly preferable. The substrate can be added to the reaction solution all at once or in divided portions. It is desirable from the viewpoint of accumulation to make the substrate concentration constant by divided addition.

反応液の溶媒としては、酵素活性の最適pH4〜10の付近である水又は緩衝液が好ましい。緩衝液としては、例えば、リン酸、ホウ酸、クエン酸、グルタル酸、リンゴ酸、マロン酸、o-フタル酸、コハク酸又は酢酸等の塩等によって構成される緩衝液、Tris緩衝液あるいはグッド緩衝液等が好ましい。
反応温度は、5〜50℃、反応pHは4〜10の範囲で行うことが好ましい。
反応温度は、より好ましくは10〜40℃である。反応pHは、より好ましくはpH6〜9である。反応時間は基質等の濃度、菌体濃度あるいはその他の反応条件等によって適時選択するが、1〜120時間で終了するように条件を設定するのが好ましい。尚、本反応においては、反応の進行に伴い生成する塩素イオンを反応系内から取り除くことにより、光学純度をより一層向上させることができる。この塩素イオンの除去は、硝酸銀等の添加によって行うことが好ましい。
反応液中に生成、蓄積したエピハロヒドリンは公知の方法を用いて採取及び精製することができる。例えば、酢酸エチルなどの溶媒で抽出を行い、減圧下に溶媒を除去することによりエピハロヒドリンのシロップを得ることができる。また、これらのシロップを減圧下に蒸留することによりさらに精製することもできる。
As a solvent for the reaction solution, water or a buffer solution having an enzyme activity at an optimum pH of around 4 to 10 is preferable. As the buffer solution, for example, a buffer solution composed of a salt such as phosphoric acid, boric acid, citric acid, glutaric acid, malic acid, malonic acid, o-phthalic acid, succinic acid or acetic acid, Tris buffer or Good A buffer solution or the like is preferable.
The reaction temperature is preferably 5 to 50 ° C. and the reaction pH is preferably 4 to 10.
The reaction temperature is more preferably 10 to 40 ° C. The reaction pH is more preferably pH 6-9. The reaction time is selected as appropriate depending on the concentration of the substrate, etc., the bacterial cell concentration or other reaction conditions, but it is preferable to set the conditions so that the reaction is completed in 1 to 120 hours. In this reaction, the optical purity can be further improved by removing chlorine ions produced as the reaction proceeds from the reaction system. This removal of chlorine ions is preferably carried out by adding silver nitrate or the like.
Epihalohydrin produced and accumulated in the reaction solution can be collected and purified using a known method. For example, an epihalohydrin syrup can be obtained by performing extraction with a solvent such as ethyl acetate and removing the solvent under reduced pressure. Further, these syrups can be further purified by distillation under reduced pressure.

(VI-2)1,3−ジハロ−2−プロパノールの4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルへの変換
本変換反応は、1,3−ジハロ−2−プロパノールを、上述の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ及び/又は上述の培養により得られる培養物と接触させることにより行うことができる。
基質である1,3−ジハロ−2−プロパノールは、前述した一般式(1)で示される化合物であり、好ましくは1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノール等である。
また、シアン化合物としては、シアン化水素、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム、シアン酸又はアセトンシアンヒドリン等の反応液中に添加した際にシアンイオン(CN-)又はシアン化水素を生じる化合物又はその溶液を用いることができる。反応液中の基質濃度は、酵素安定性の観点から0.01〜15(W/V) %が好ましく、0.01〜10%が特に好ましい。
(VI-2) Conversion of 1,3-dihalo-2-propanol to 4-halo-3-hydroxybutyronitrile In this conversion reaction, 1,3-dihalo-2-propanol was converted into the above-mentioned improved halohydride. It can be performed by bringing into contact with a phosphoepoxidase and / or a culture obtained by the culture described above.
1,3-Dihalo-2-propanol as a substrate is a compound represented by the above general formula (1), preferably 1,3-dichloro-2-propanol, 1,3-dibromo-2-propanol, etc. It is.
Further, as the cyanide compound, it is possible to use a compound that generates cyanide ion (CN-) or hydrogen cyanide or a solution thereof when added to a reaction solution such as hydrogen cyanide, potassium cyanide, sodium cyanide, cyanic acid or acetone cyanohydrin. it can. The substrate concentration in the reaction solution is preferably 0.01 to 15 (W / V)%, particularly preferably 0.01 to 10% from the viewpoint of enzyme stability.

また、シアン化合物の使用量は、酵素安定性の観点から基質の1〜3倍量(モル)が好ましい。
反応条件は、上記(VI-1)と同様に行うことができる。
反応液中に生成、蓄積した4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルは、公知の方法を用いて採取及び精製することができる。例えば、反応液から遠心分離等の方法を用いて菌体を除いた後、酢酸エチルなどの溶媒で抽出を行い、減圧下に溶媒を除去することにより4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルのシロップを得ることができる。また、これらのシロップを減圧下に蒸留することによりさらに精製することもできる。
Moreover, the usage-amount of a cyanide compound has the preferable 1-3 times amount (mol) of a substrate from a viewpoint of enzyme stability.
The reaction conditions can be the same as in the above (VI-1).
The 4-halo-3-hydroxybutyronitrile produced and accumulated in the reaction solution can be collected and purified using a known method. For example, after removing bacterial cells from the reaction solution using a method such as centrifugation, extraction with a solvent such as ethyl acetate is performed, and the solvent is removed under reduced pressure to remove 4-halo-3-hydroxybutyronitrile. You can get syrup. Further, these syrups can be further purified by distillation under reduced pressure.

(VI-3)エピハロヒドリンの4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルへの変換
本変換反応は、エピハロヒドリンを、上述の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ及び/又は上述の培養により得られる培養物と接触させることにより行う。
基質であるエピハロヒドリンは、前述した一般式(2)で示される化合物である。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的にはエピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン等が挙げられ、特に好ましくはエピクロロヒドリン、エピブロモヒドリンである。
また、シアン化合物はシアン化水素、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム、シアン酸又はアセトンシアンヒドリン等の反応液中に添加した際にシアンイオン(CN-)又はシアン化水素を生じる化合物又はその溶液を用いることができる。
反応条件、採取及び精製方法は、上記(VI-2)と同様に行うことができる。
(VI-3) Conversion of epihalohydrin to 4-halo-3-hydroxybutyronitrile The conversion reaction involves contacting the epihalohydrin with the improved halohydrin epoxidase described above and / or the culture obtained by the culture described above. To do.
Epihalohydrin as a substrate is a compound represented by the above general formula (2). As the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specific examples include epifluorohydrin, epichlorohydrin, epibromohydrin, epiiodohydrin, and the like, with epichlorohydrin and epibromohydrin being particularly preferred.
In addition, as the cyanide compound, a compound that generates cyanide ion (CN-) or hydrogen cyanide or a solution thereof when added to a reaction solution such as hydrogen cyanide, potassium cyanide, sodium cyanide, cyanic acid, or acetone cyanohydrin can be used.
Reaction conditions, collection and purification methods can be carried out in the same manner as in the above (VI-2).

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基が他のアミノ酸に置換された、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼの取得及びその評価Acquisition and evaluation of an improved halohydrin epoxidase in which one amino acid residue at the C-terminal side of the starting amino acid residue is substituted with another amino acid

(1)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体の作製(発現ベクターpKK233-2)
コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来の野生型ハロヒドリンエポキシダーゼであるHheB(2nd)において、翻訳開始コドンによりコードされるアミノ酸残基の1残基下流のアミノ酸残基(2番目のアミノ酸残基)がそれぞれリジン及びアスパラギンに置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する発現プラスミド(発現ベクターpKK233-2)及び該発現プラスミドを含む改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体を以下のように作製した。
まず、ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子HheB(2nd)をPCRにより増幅した。PCR反応液組成(全量50μl)は以下の表の通りとし、3系列調製した(3系列の違いは、センスプライマーが各々異なることである)。
(1) Preparation of improved halohydrin epoxidase expression transformant (expression vector pKK233-2)
An amino acid residue 1 residue downstream of the amino acid residue encoded by the translation initiation codon in HheB (2 nd ), a wild-type halohydrin epoxidase derived from Corynebacterium sp. N-1074 Expression plasmid (expression vector pKK233-2) that expresses an improved halohydrin epoxidase in which (the second amino acid residue) is substituted with lysine and asparagine, respectively, and an improved halohydrin epoxidase expression containing the expression plasmid A transformant was prepared as follows.
First, halohydrin epoxidase gene HheB the (2 nd) was amplified by PCR. The composition of the PCR reaction solution (total amount 50 μl) was as shown in the following table, and three series were prepared (the difference between the three series is that each sense primer is different).

プライマーとして用いたオリゴヌクレオチドの配列は以下の通りである。
DH-08:GGCCATGGCTAACGGAAGACTGGCAGGC(配列番号57:28ヌクレオチドからなり、その配列中に制限酵素NcoI認識部位(CCATGG)及びハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子HheB(2nd)の翻訳開始コドン以降を有し、2番目のアミノ酸に対応するコドンはGCTでアラニンをコードする)
DH-09:GATCATGAAAAACGGAAGACTGGCAGGCAAGCG(配列番号58:33ヌクレオチドからなり、その配列中に制限酵素BspHI認識部位(TCATGA)及びハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子HheB(2nd)の翻訳開始コドン以降を有し、2番目のアミノ酸に対応するコドンはAAAでリジンをコードする)
The sequence of the oligonucleotide used as a primer is as follows.
DH-08: GGCCATGGCTAACGGAAGACTGGCAGGC (SEQ ID NO: 57: 28 nucleotides, including the restriction enzyme NcoI recognition site (CCATGG) and the halohydrin epoxidase gene HheB (2 nd ) after the translation start codon The codon corresponding to the amino acid of GCT encodes alanine by GCT)
DH-09: GATCATGAAAAACGGAAGACTGGCAGGCAAGCG (consists SEQ ID NO: 58:33 nucleotides have a translation initiation after codon restriction enzyme BspHI recognition site in its sequence (TCATGA) and halohydrin epoxidase gene HheB (2 nd), 2 th The codon corresponding to the amino acid of AAA encodes lysine with AAA)

DH-10:GATCATGAACAACGGAAGACTGGCAGGCAAGCG(配列番号59:33ヌクレオチドからなり、その配列中に制限酵素BspHI認識部位(TCATGA)及びハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子HheB(2nd)の翻訳開始コドン以降を有し、2番目のアミノ酸に対応するコドンはAACでアスパラギンをコードする)
DH-07:CGCCTGCAGGCTACAACGACGACGAGCGCCTG (配列番号60:32ヌクレオチドからなり、その配列中に制限酵素Sse8387I兼PstI認識部位(CCTGCAGG)及びハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子HheB(2nd)終止コドン下流領域を有する)
DH-10: GATCATGAACAACGGAAGACTGGCAGGCAAGCG (consists SEQ ID NO: 59:33 nucleotides have a translation initiation after codon restriction enzyme BspHI recognition site in its sequence (TCATGA) and halohydrin epoxidase gene HheB (2 nd), 2 th The codon corresponding to the amino acid of AAC encodes asparagine)
DH-07: CGCCTGCAGGCTACAACGACGACGAGCGCCTG (SEQ ID NO: 60: consisting of 32 nucleotides, having a restriction enzyme Sse8387I and PstI recognition site (CCTGCAGG) and a halohydrin epoxidase gene HheB (2 nd ) stop codon downstream region in the sequence)

また、鋳型として用いたpST111は、特公平5−317066公報に記載されており、pST111を含む組換えベクターによる大腸菌形質転換体JM109/pST111は、受託番号「FERM BP-10922」として独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに平成3年3月1日付けで寄託されている。
調製した50μlのPCR反応液をそれぞれ以下の熱サイクル処理に供した。
Moreover, pST111 used as a template is described in Japanese Patent Publication No. 5-317066, and an E. coli transformant JM109 / pST111 using a recombinant vector containing pST111 is designated as an accession number “FERM BP-10922”. It is deposited on March 1, 1991 at the Research Center for Biological Biology.
Each 50 μl of the prepared PCR reaction solution was subjected to the following thermal cycle treatment.

熱サイクル処理を行った3系列のPCR反応液をGFX PCR DNA band and GelBand Purification kit(GEヘルスケアバイオサイエンス)によりそれぞれ精製した後、系列1のPCR増幅産物については制限酵素NcoIとPstIで、系列2及び系列3のPCR増幅産物については制限酵素BspHIとPstIで、それぞれ二重消化を行った。それぞれの消化産物をアガロースゲル電気泳動で分離後、ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子全長を含むバンド(約0.8kb)をQIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)で精製した。一方、pKK233-2(Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)、オランダ;http://www.cbs.knaw.nl/)の誘導体であり、WO 2006/41226号パンフレットに記載の方法により調製することができる発現ベクターpKK233-2(+Sse)を、制限酵素NcoIとPstIで消化後、フェノール抽出・クロロホルム抽出・エタノール沈殿(Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed.(Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)))により精製した。これを、上述のハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子全長を含む3種のPCR増幅産物と各々混合した後、該混合液にSolution I(DNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ)を添加してライゲーション混合物を作った。この混合物を12時間、16℃でインキュベートすることでPCR増幅産物と発現ベクターpKK233-2(+Sse)を結合した。   After purifying the three PCR reaction solutions that had been subjected to thermal cycling using the GFX PCR DNA band and GelBand Purification kit (GE Healthcare Bioscience), the PCR amplification products of the series 1 were restricted with the restriction enzymes NcoI and PstI. The PCR amplification products of 2 and 3 were double digested with restriction enzymes BspHI and PstI, respectively. Each digestion product was separated by agarose gel electrophoresis, and then a band (about 0.8 kb) containing the full length of the halohydrin epoxidase gene was purified by QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN). On the other hand, it is a derivative of pKK233-2 (Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS), the Netherlands; http://www.cbs.knaw.nl/) and can be prepared by the method described in WO 2006/41226 After digesting the vector pKK233-2 (+ Sse) with restriction enzymes NcoI and PstI, phenol extraction, chloroform extraction, ethanol precipitation (Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. (Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989))) Purified. This was mixed with each of the three PCR amplification products containing the full-length halohydrin epoxidase gene described above, and then Solution I (DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio) was added to the mixture to obtain the ligation mixture. This mixture was incubated for 12 hours at 16 ° C. to bind the PCR amplification product and the expression vector pKK233-2 (+ Sse).

予め調製しておいた大腸菌JM109株コンピテントセル(大腸菌 JM109株をLB培地(1% バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、0.5% NaCl) 1mlに接種し37℃、5時間好気的に前培養した後、前培養液 0.4mlをSOB培地 40ml(2%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、10mM NaCl 、2.5mM KCl 、1mM MgSO4 、1mM MgCl2 ) に加え、18℃で20時間培養し、得られた培養物を遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)により集菌した後、冷TF溶液 (20 mM PIPES−KOH (pH6.0)、200 mM KCl 、10 mM CaCl2 、40mM MnCl2)を13 ml加え、0℃で10分間放置し、再度遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)して上清を除いき、得られた大腸菌菌体を冷TF溶液 3.2 mlに懸濁し、0.22 mlのジメチルスルホキシドを加え0℃で10分間放置した後、液体窒素を用いて-80℃にて保存しておいたもの)200μlを、上記ライゲーション産物10μlに加え、0℃で30分放置した。続いて、当該コンピテントセルに42℃で30秒間ヒートショックを与え、0℃で2分間冷却した。その後、SOC 培地 (20 mM グルコース、2%バクトトリプトン、0.5%バクトイーストエキス、10 mM NaCl、2.5 mM KCl、1 mM MgSO4、1mM MgCl2)を1ml添加し、37℃にて1時間振盪培養した。培養後の培養液を各200μlずつ、LB Amp寒天培地(アンピシリン 100mg/L 、1.5%寒天を含有するLB培地)に塗布し、37℃で一晩培養した。寒天培地上に生育した形質転換体コロニー複数個を、1.5mlのLB Amp培地(アンピシリン 100mg/Lを含有するLB培地)にて37℃で一晩培養した。得られた培養液を各々集菌後、Flexi Prep(GEヘルスケアバイオサイエンス)を用いて組換えプラスミドを回収した。キャピラリーDNAシーケンサーCEQ2000(ベックマン・コールター)を用いて、添付のマニュアルに従って、3種のプラスミド中にクローニングされているPCR増幅産物の塩基配列を解析し、PCR反応におけるエラー変異が生じていないことを確認した。系列1のPCR増幅産物由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpSTK001と、系列2のPCR増幅由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpSTK002と、系列3のPCR増幅産物由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpSTK003と命名し、また、それらプラスミドを含む大腸菌JM109株形質転換体を、JM109/pSTK001、JM109/pSTK002及びJM109/pSTK003とそれぞれ命名した。   E. coli JM109 strain competent cell prepared in advance (E. coli JM109 strain was inoculated into 1 ml of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 0.5% NaCl) and aerobically treated at 37 ° C for 5 hours. After culturing, add 0.4 ml of the preculture to 40 ml of SOB medium (2% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1 mM MgSO4, 1 mM MgCl2), and incubate at 18 ° C. for 20 hours. The obtained culture was collected by centrifugation (3,700 × g, 10 minutes, 4 ° C.), and then cooled TF solution (20 mM PIPES-KOH (pH 6.0), 200 mM KCl, 10 mM CaCl2, 40 mM MnCl2). 13 ml, left at 0 ° C. for 10 minutes, centrifuged again (3,700 × g, 10 minutes, 4 ° C.) to remove the supernatant, and the resulting E. coli cells were suspended in 3.2 ml of cold TF solution. 200 μl was added to 10 μl of the above ligation product. 0.22 ml of dimethyl sulfoxide was added and the mixture was allowed to stand at 0 ° C. for 10 minutes and then stored at −80 ° C. using liquid nitrogen. For example, it was allowed to stand for 30 minutes at 0 ℃. Subsequently, the competent cell was subjected to heat shock at 42 ° C. for 30 seconds and cooled at 0 ° C. for 2 minutes. After that, 1 ml of SOC medium (20 mM glucose, 2% bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1 mM MgSO4, 1 mM MgCl2) was added and cultured with shaking at 37 ° C. for 1 hour. . Each 200 μl of the culture solution after culturing was applied to an LB Amp agar medium (LB medium containing ampicillin 100 mg / L, 1.5% agar) and cultured at 37 ° C. overnight. A plurality of transformant colonies grown on an agar medium were cultured overnight at 37 ° C. in 1.5 ml of LB Amp medium (LB medium containing ampicillin 100 mg / L). After collecting each of the obtained culture broths, the recombinant plasmid was recovered using Flexi Prep (GE Healthcare Bioscience). Using the capillary DNA sequencer CEQ2000 (Beckman Coulter), analyze the nucleotide sequences of the PCR amplification products cloned in the three plasmids according to the attached manual, and confirm that no error mutation has occurred in the PCR reaction. did. A plasmid in which a DNA fragment derived from a series 1 PCR amplification product is cloned, pSTK001, a plasmid in which a DNA fragment derived from a series 2 PCR amplification is cloned, and a plasmid in which a DNA fragment derived from a series 3 PCR amplification product is cloned. pSTK003 was named, and E. coli JM109 strain transformants containing these plasmids were named JM109 / pSTK001, JM109 / pSTK002 and JM109 / pSTK003, respectively.

上記各プラスミドの特徴は以下の通りである。
pSTK001:2番目のアミノ酸残基がアラニン残基である野生型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)をコードする野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が発現ベクターpKK233-2上にクローニングされている
pSTK002:2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)がリジンに置換されている改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)をコードする改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が発現ベクターpKK233-2上にクローニングされている
pSTK003:2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)がアスパラギンに置換されている改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)をコードする改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が発現ベクターpKK233-2上にクローニングされている
The characteristics of each of the above plasmids are as follows.
pSTK001: 2 amino acid residue is cloned into a wild-type halohydrin epoxidase gene on the expression vector pKK233-2 encoding wild-type halohydrin epoxidase HheB (2 nd) is an alanine residue
pSTK002: An improved halohydrin epoxidase gene encoding an improved halohydrin epoxidase HheB (2 nd ) in which the second amino acid residue (alanine residue) is replaced by lysine is expressed on the expression vector pKK233-2. Has been cloned into
pSTK003: An improved halohydrin epoxidase gene encoding the improved halohydrin epoxidase HheB (2 nd ) in which the second amino acid residue (alanine residue) is replaced by asparagine is expressed on the expression vector pKK233-2. Has been cloned into

(2)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体の作製(発現ベクターpTrc99A)
コリネバクテリウム属(Corynebacterium sp.)N-1074株由来の野生型ハロヒドリンエポキシダーゼであるHheB(2nd)において、開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基(2番目のアミノ酸残基)がそれぞれリジン及びアスパラギンに置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する発現プラスミド(発現ベクターpTrc99A)及び該発現プラスミドを含む改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体を作製した。作製は、実施例1(1)において用いる発現ベクターpkk233-2の代わりにpTrc99Aを用い、他は実施例1(1)と同様に行った。系列1のPCR増幅産物由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpSTT001と、系列2のPCR増幅由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpSTT002と、系列3のPCR増幅産物由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpSTT003と命名し、また、それらプラスミドを含む大腸菌JM109株形質転換体を、JM109/pSTT001、JM109/pSTT002及びJM109/pSTT003とそれぞれ命名した。
(2) Preparation of improved halohydrin epoxidase expression transformant (expression vector pTrc99A)
In HheB (2 nd ), a wild-type halohydrin epoxidase derived from the Corynebacterium sp. Strain N-1074, one residue C-terminal amino acid residue (second amino acid residue) An expression plasmid (expression vector pTrc99A) expressing an improved halohydrin epoxidase in which amino acid residues are substituted with lysine and asparagine, respectively, and an improved halohydrin epoxidase expression transformant containing the expression plasmid were prepared. . The production was performed in the same manner as in Example 1 (1) except that pTrc99A was used instead of the expression vector pkk233-2 used in Example 1 (1). PSTT001 is a plasmid in which a DNA fragment derived from a series 1 PCR amplification product is cloned, pSTT002 is a plasmid in which a DNA fragment derived from a PCR amplification in series 2 is cloned, and a plasmid in which a DNA fragment from a PCR amplification product in series 3 is cloned. It was named pSTT003, and E. coli JM109 strain transformants containing these plasmids were named JM109 / pSTT001, JM109 / pSTT002 and JM109 / pSTT003, respectively.

上記各プラスミドの特徴は以下の通りである。
pSTT001:2番目のアミノ酸残基がアラニン残基である野生型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)をコードする野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が発現ベクターpTrc99A上にクローニングされている
pSTT002:2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)がリジンに置換されている改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)をコードする改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が発現ベクターpTrc99A上にクローニングされている
pSTT003:2番目のアミノ酸残基(アラニン残基)がアスパラギンに置換されている改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)をコードする改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子が発現ベクターpTrc99A上にクローニングされている
The characteristics of each of the above plasmids are as follows.
pSTT001: 2 amino acid residue has been cloned wild-type halohydrin epoxidase gene on the expression vector pTrc99A encoding wild-type halohydrin epoxidase HheB (2 nd) is an alanine residue
pSTT002: An improved halohydrin epoxidase gene encoding an improved halohydrin epoxidase HheB (2 nd ) in which the second amino acid residue (alanine residue) is replaced by lysine is cloned into the expression vector pTrc99A Has been
pSTT003: 2 amino acid residue (alanine residue) is cloned onto substituted improved halohydrin epoxidase gene encoding the improved halohydrin epoxidase HHEB (2 nd) is an expression vector pTrc99A to asparagine Has been

(3)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体の評価
実施例1(1)及び(2)で作製した形質転換体6株(JM109/pSTK001、JM109/pSTK002、JM109/pSTK003 、JM109/pSTT001、JM109/pSTT002、JM109/pSTT003)及び特公平5-317066号公報記載のJM109/pST111の計7株を、IPTG(イソプロピル-1-チオ-D-β-D-ガラクトシド)の評価を次のように行った。LBAmp培地をワッセルマン試験管に1mlずつ分注し、各試験管に、二次評価選抜株6株及びJM109/pST111のコロニーをそれぞれ植菌した。37℃、210rpmで約8時間培養した後、得られた各培養液100μlを、IPTGを終濃度として1mM含むLBAmp培地(500ml容三角フラスコ中の100ml)に植菌し、37℃、210rpmで24時間培養した。得られた培養液から遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)により各菌体を回収し、20mM Tris-硫酸緩衝液(pH8.0)で洗浄した後、菌濃度が12.5gDC/Lとなるように同緩衝液に懸濁した。得られた菌体懸濁液の1mlを、超音波破砕機VP−15S(タイテック、日本)を用いて、出力コントロール4、DUTY CYCLE 40%、PULS、TIMER=Bモード10sの条件で氷冷しながら3分間破砕した。破砕した菌体懸濁液を遠心分離(23,000×g、5分間、4℃)に供し、上清を粗酵素液として採取した。得られた粗酵素液を、それぞれ破砕前の(菌体懸濁液時点での)菌濃度として6.25gDC/Lとなるよう、20mM Tris-硫酸緩衝液(pH8.0)で希釈した。希釈した各形質転換体由来の粗酵素液を等量のポリアクリルアミドゲル電気泳動用サンプルバッファー(0.1M Tris-HCl(pH6.8)、4%w/v SDS、12%v/vβメルカプトエタノール、20%v/vグリセロール、微量ブロモフェノールブルー)と混合し、5分間煮沸し変性処理を行った。10%ポリアクリルアミドゲルを作製し、変性処理済みサンプルを1レーンあたり5μlずつアプライし、電気泳動分析を行った(図1)。ハロヒドリンエポキシダーゼは30kDa強のバンドとして各々観察された(図1中の矢印)。野生型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(1st)を発現するJM109/pST111由来粗酵素液と比較して、同野生型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)を発現するJM109/pSTK001由来粗酵素液及びJM109/pSTT001由来粗酵素液は、発現量が増加していることが確認された(これは発現ベクターの違いによるものであると考えられる)。一方、JM109/pSTK001由来粗酵素液及びJM109/pSTT001由来粗酵素液と比較して、2番目のアミノ酸残基がアスパラギンに置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)を発現するJM109/pSTK003由来粗酵素液及びJM109/pSTT003由来粗酵素液は、ぞれぞれさらに発現量が増加しており、また、2番目のアミノ酸残基がリジンに置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)を発現するJM109/pSTK002由来粗酵素液及びJM109/pSTT002由来粗酵素液は、ぞれぞれさらに大幅に発現量が増加していることが確認された。
(3) Evaluation of improved halohydrin epoxidase-expressing transformants Six strains (JM109 / pSTK001, JM109 / pSTK002, JM109 / pSTK003, JM109 / pSTT001) prepared in Example 1 (1) and (2) , JM109 / pSTT002, JM109 / pSTT003) and JM109 / pST111 described in JP-B-5-317066, a total of 7 strains were evaluated for IPTG (isopropyl-1-thio-D-β-D-galactoside) as follows: Went to. One ml of LBAmp medium was dispensed into a Wasselman test tube, and each of the test tubes was inoculated with 6 strains selected for secondary evaluation and JM109 / pST111 colonies. After culturing at 37 ° C. and 210 rpm for about 8 hours, 100 μl of each culture solution obtained was inoculated into LBAmp medium (100 ml in a 500 ml Erlenmeyer flask) containing 1 mM of IPTG as the final concentration, and then 24 hours at 37 ° C. and 210 rpm. Incubate for hours. Each bacterial cell is recovered from the obtained culture broth by centrifugation (3,700 × g, 10 minutes, 4 ° C.), washed with 20 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0), and then the bacterial concentration is 12.5 g DC / L. So that it was suspended in the same buffer. 1 ml of the obtained cell suspension is ice-cooled using an ultrasonic crusher VP-15S (Tytec, Japan) under conditions of output control 4, DUTY CYCLE 40%, PULS, TIMER = B mode 10s. While crushed for 3 minutes. The disrupted cell suspension was subjected to centrifugation (23,000 × g, 5 minutes, 4 ° C.), and the supernatant was collected as a crude enzyme solution. The obtained crude enzyme solution was diluted with 20 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0) so that the concentration of the bacteria before disruption (at the time of cell suspension) was 6.25 g DC / L. The diluted crude enzyme solution derived from each transformant is mixed with an equal amount of sample buffer for polyacrylamide gel electrophoresis (0.1 M Tris-HCl (pH 6.8), 4% w / v SDS, 12% v / v β mercaptoethanol, 20% v / v glycerol and a trace amount of bromophenol blue) and boiled for 5 minutes for modification. A 10% polyacrylamide gel was prepared, and 5 μl of the denatured sample was applied per lane and subjected to electrophoretic analysis (FIG. 1). Each halohydrin epoxidase was observed as a band of more than 30 kDa (arrow in FIG. 1). Compared to JM109 / pST111 from crude enzyme solution expressing wild-type halohydrin epoxidase HheB (1 st), the wild-type halohydrin epoxidase expressing peptidase HHEB the (2 nd) JM109 / pSTK001 from crude enzyme solution In addition, it was confirmed that the expression level of the crude enzyme solution derived from JM109 / pSTT001 increased (this is considered to be due to the difference in the expression vector). On the other hand, compared with the crude enzyme solution derived from JM109 / pSTK001 and the crude enzyme solution derived from JM109 / pSTT001, JM109 that expresses improved halohydrin epoxidase HheB (2 nd ) in which the second amino acid residue is substituted with asparagine. / pSTK003-derived crude enzyme solution and JM109 / pSTT003-derived crude enzyme solution each have an increased expression level, and an improved halohydrin epoxidase in which the second amino acid residue is substituted with lysine. It was confirmed that the expression levels of the crude enzyme solution derived from JM109 / pSTK002 and the crude enzyme solution derived from JM109 / pSTT002 that express HheB (2 nd ) were significantly increased.

続いて、上記粗酵素液を用い、以下の方法によりハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)を測定した。100mlの活性測定用反応液(50mM DCP、50mM Tris-硫酸(pH8))を調製して、温度を20℃に調整した。該反応液に、希釈した各形質転換体由来の粗酵素液添加し、反応を開始した。ハロヒドリンエポキシダーゼ活性による塩化物イオンの遊離に伴うpHの低下を、pH自動コントローラーを用い、0.01規定の水酸化ナトリウム水溶液を用いて、pHを8に保つよう連続的に調整した。10分間の反応の間に、pHを8に保つために投入された0.01規定の水酸化ナトリウム水溶液の量から、塩化物イオン生成量を算出し、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)(U)を算出した。1Uは上記条件下でDCPから1分間あたり1μmol塩化物イオンの脱離する酵素量に相当するものと定義し、活性測定に用いた各粗酵素液の活性、及び該活性を活性測定に用いた各粗酵素液の液量で除することにより各粗酵素溶液の液活性を算出した。さらに、上記超音波処理により菌体が完全に破砕されているものと仮定し、該液活性を破砕前の(菌体懸濁液時点での)菌濃度で除することによって菌体比活性を算出した。各形質転換体についての菌体比活性の結果を表1に示した。野生型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)を発現するJM109/pSTK001及びJM109/pSTT001と比較して、2番目のアミノ酸残基がアスパラギンに置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)を発現するJM109/pSTK003及びJM109/pSTT003は、それぞれ菌体比活性が約12倍及び約5倍に向上しており、さらに、2番目のアミノ酸残基がリジンに置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(2nd)を発現するJM109/pSTK002及びJM109/pSTT002は、それぞれ菌体比活性が約25倍及び約17倍に向上していることが確認された。すなわち、開始アミノ酸残基より1残C末端側のアミノ酸残基(配列番号2で示されるアミノ酸配列の第2番目のアミノ酸残基)が他のアミノ酸に置換された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体は、形質転換体あたりのハロヒドリンエポキシダーゼ活性が、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも高いことが確認された。Subsequently, halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity) was measured by the following method using the above crude enzyme solution. 100 ml of a reaction solution for measuring activity (50 mM DCP, 50 mM Tris-sulfuric acid (pH 8)) was prepared, and the temperature was adjusted to 20 ° C. The diluted crude enzyme solution derived from each transformant was added to the reaction solution to start the reaction. The decrease in pH accompanying the release of chloride ions due to the halohydrin epoxidase activity was continuously adjusted to maintain the pH at 8 using a 0.01 N aqueous sodium hydroxide solution using an automatic pH controller. From the amount of 0.01N aqueous sodium hydroxide solution added to maintain the pH at 8 during the 10-minute reaction, the amount of chloride ion produced was calculated, and the halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity) ( U) was calculated. 1 U is defined as the amount of enzyme desorbing 1 μmol chloride ion per minute from DCP under the above conditions, and the activity of each crude enzyme solution used for activity measurement and the activity was used for activity measurement. The liquid activity of each crude enzyme solution was calculated by dividing by the amount of each crude enzyme solution. Furthermore, assuming that the cells are completely crushed by the ultrasonic treatment, the specific activity of the cells is obtained by dividing the liquid activity by the concentration of the cells (at the time of the cell suspension) before crushing. Calculated. The results of the specific cell activity for each transformant are shown in Table 1. Compared to JM109 / pSTK001 and JM109 / pSTT001 expressing the wild-type halohydrin epoxidase HheB (2 nd), 2 th amino acid residue is replaced with asparagine of the improved halohydrin epoxidase HHEB (2 nd ) Expressing JM109 / pSTK003 and JM109 / pSTT003 have an improved specific cell activity of about 12 times and about 5 times, respectively, and an improved halohydride in which the second amino acid residue is substituted with lysine. JM109 / pSTK002 and JM109 / pSTT002 expressing phosphoepoxidase HheB (2 nd ) were confirmed to have improved specific cell activity by about 25-fold and about 17-fold, respectively. That is, expression of an improved halohydrin epoxidase in which one amino acid residue (second amino acid residue in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2) on the remaining C-terminal side from the starting amino acid residue is replaced with another amino acid The transformant was confirmed to have higher halohydrin epoxidase activity per transformant than wild-type halohydrin epoxidase.

ランダム変異による改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのスクリーニングScreening for improved halohydrin epoxidase by random mutation

(1)ハロヒドリンエポキシダーゼ変異体ライブラリーの作製
さらに有用な改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを取得するため、エラー誘発PCRによりランダム変異が導入されたハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子変異体ライブラリーを作製し、該ライブラリーからの改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ及びその遺伝子のスクリーニングを行った。
実施例1(2)で作製したpSTT002を鋳型として用い、エラー誘発PCRによるハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子変異体ライブラリーの作製を次のように行った。以下の表の組成のPCR反応液を100μl調製した。
(1) Preparation of halohydrin epoxidase mutant library In order to obtain a more useful improved halohydrin epoxidase, a halohydrin epoxidase gene mutant library into which random mutations were introduced by error-induced PCR was prepared. And screened for improved halohydrin epoxidase and its gene from the library.
Using pSTT002 prepared in Example 1 (2) as a template, a halohydrin epoxidase gene mutant library was prepared by error-induced PCR as follows. 100 μl of a PCR reaction solution having the composition shown in the following table was prepared.

プライマーとして用いたTrc-03の配列は以下の通りである。
Trc-03:GGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCC(配列番号61:25ヌクレオチドからなり、pTrc99Aのマルチクローニングサイトの下流領域に対応する)
調製した100μlのPCR反応液を10μl×10本のPCR反応用チューブに分注した後、それぞれを以下の熱サイクル処理に供した。
The sequence of Trc-03 used as a primer is as follows.
Trc-03: GGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCC (SEQ ID NO: 61: consisting of 25 nucleotides, corresponding to the downstream region of the multiple cloning site of pTrc99A)
The prepared 100 μl PCR reaction solution was dispensed into 10 μl × 10 PCR reaction tubes, and each was subjected to the following thermal cycle treatment.

熱サイクル処理を行った10本のPCR反応液を混合し、実施例1(2)と同様に、PCR反応液の精製と制限酵素消化(NcoIとPstIによる二重消化)及びゲルからの精製、現ベクターpTrc99Aの制限酵素消化(NcoIとPstIによる二重消化)及び精製、ライゲーション反応及び形質転換を行った。プレート上に出現したコロニーをハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子変異体ライブラリーとした。   10 PCR reaction liquids that had been subjected to heat cycle treatment were mixed, and as in Example 1 (2), purification of PCR reaction liquid and restriction enzyme digestion (double digestion with NcoI and PstI) and purification from gel, The current vector pTrc99A was subjected to restriction enzyme digestion (double digestion with NcoI and PstI) and purification, ligation reaction and transformation. Colonies that appeared on the plate were used as a halohydrin epoxidase gene mutant library.

(2)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのスクリーニング(一次評価)
実施例2(1)で作製したハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子変異体ライブラリーを用い、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのスクリーニング(一次評価)を次のように行った。96ウェルプレート(ディープウェル)に、IPTGを終濃度として1mM含むLBAmp培地をウェルあたり500μlずつ分注し、各ウェルにハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子変異体ライブラリーのコロニーを植菌した。なお、96ウェル中1〜2個のウェルについては、評価の対照として用いるJM109/pSTT002コロニーを植菌した。37℃、800rpmで約16時間培養した後、得られた培養液のうち20μlを平型96ウェルプレートに分注した。遠心分離機(佐久間製作所50A-IVD)及びローター(佐久間製作所 HM-2HLS)を用い、平型96ウェルプレートを遠心分離(3000rpm、5分間、4℃)に供した。培養液上清を除去した後、評価用反応液1(400mM DCP、800mM (R)−CHBN、0.025% ブロモクレゾールパープル(BCP)、50mM Tris-硫酸(pH8))40μlを各ウェルに添加した。懸濁後、室温で静置し、反応液の呈色変化を経時的に観察し(ハロヒドリンエポキシダーゼ活性による塩化物イオンの生成に伴うpH低下により、BCPの色が紫から黄色に変化する)、対照であるJM109/pSTT002よりも有意に早く変色が見られた株を選抜した。約20,000株のコロニーについて該一次評価を行い、77株を選抜した。
(2) Screening for improved halohydrin epoxidase (primary evaluation)
Using the halohydrin epoxidase gene mutant library prepared in Example 2 (1), screening (primary evaluation) of an improved halohydrin epoxidase was performed as follows. To a 96-well plate (deep well), 500 μl of LBAmp medium containing 1 mM IPTG as a final concentration was dispensed per well, and colonies of the halohydrin epoxidase gene mutant library were inoculated into each well. In addition, about 1-2 of 96 wells, JM109 / pSTT002 colony used as an evaluation control was inoculated. After culturing at 37 ° C. and 800 rpm for about 16 hours, 20 μl of the obtained culture solution was dispensed into a flat 96-well plate. Using a centrifuge (Sakuma Seisakusho 50A-IVD) and a rotor (Sakuma Seisakusho HM-2HLS), the flat 96-well plate was subjected to centrifugation (3000 rpm, 5 minutes, 4 ° C.). After removing the culture supernatant, 40 μl of an evaluation reaction solution 1 (400 mM DCP, 800 mM (R) -CHBN, 0.025% bromocresol purple (BCP), 50 mM Tris-sulfuric acid (pH 8)) was added to each well. After suspension, leave at room temperature and observe the color change of the reaction mixture over time (the BCP color changes from purple to yellow due to the pH drop associated with the generation of chloride ions by halohydrin epoxidase activity) A strain that was discolored significantly earlier than the control JM109 / pSTT002 was selected. The primary evaluation was performed on about 20,000 colonies, and 77 strains were selected.

(3)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのスクリーニング(二次評価)
実施例2(2)で選抜された一次評価選抜株77株について、次のように二次評価を行った。一次評価選抜株77株について、実施例2(2)と同様に、96ウェルプレート(ディープウェル)による培養を行った後、得られた各培養液につき(20μl、15μl、10μl、5μl)×2サンプルずつを平型96ウェルプレートに分注した。遠心分離機(佐久間製作所50A-IVD)及びローター(佐久間製作所 HM-2HLS)を用い、平型96ウェルプレートを遠心分離(3000rpm、5分間、4℃)に供した。培養液上清を除去した後、各培養液沈殿(菌体)につき、実施例2(2)記載の評価用反応液1及び評価用反応液2(400mM DCP、0.025% ブロモクレゾールパープル(BCP)、50mM Tris-硫酸(pH8))40μlを各ウェルに添加した。懸濁後、室温で静置し、反応液の呈色変化を経時的に観察し、評価用反応液1を添加した系で対照であるJM109/pSTT002よりも有意に早く変色が見られた株、及び各株について評価用反応液1添加系における呈色速度と評価用反応液2添加系における呈色速度の差が少ない株を選抜した。一次評価選抜株77株について該二次評価を行い、20株を選抜した。
(3) Screening for improved halohydrin epoxidase (secondary evaluation)
The secondary evaluation was performed as follows for the 77 primary evaluation selected strains selected in Example 2 (2). The 77 strains selected for primary evaluation were cultured in a 96-well plate (deep well) in the same manner as in Example 2 (2). Samples were dispensed into flat 96-well plates. Using a centrifuge (Sakuma Seisakusho 50A-IVD) and a rotor (Sakuma Seisakusho HM-2HLS), the flat 96-well plate was subjected to centrifugation (3000 rpm, 5 minutes, 4 ° C.). After removing the culture supernatant, for each culture solution precipitate (cells), the evaluation reaction solution 1 and the evaluation reaction solution 2 described in Example 2 (2) (400 mM DCP, 0.025% bromocresol purple (BCP)) 40 μl of 50 mM Tris-sulfuric acid (pH 8) was added to each well. After suspension, the mixture was allowed to stand at room temperature, the color change of the reaction solution was observed over time, and the system in which the reaction solution for evaluation 1 was added showed a color change significantly earlier than the control JM109 / pSTT002 For each strain, a strain having a small difference between the coloration rate in the evaluation reaction solution 1 addition system and the coloration rate in the evaluation reaction solution 2 addition system was selected. The secondary evaluation was performed on 77 primary selection-selected strains, and 20 strains were selected.

(4)二次評価選抜株のハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子変異確認
実施例2(3)で選抜した二次評価選抜株20株について、各株が有するハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の変異を解析した。実施例2(3)で得られた各株培養液から、Flexi Prep(GEヘルスケアバイオサイエンス)を用いてプラスミド回収し、キャピラリーDNAシーケンサーCEQ2000(ベックマン・コールター)を用い、添付のマニュアルに従って、各プラスミド中のハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の塩基配列を解析した。その結果を表2に示した。

(4) Confirmation of mutations in halohydrin epoxidase gene in selected secondary evaluation strains For 20 secondary selection strains selected in Example 2 (3), mutations in the halohydrin epoxidase gene of each strain were analyzed. . From each strain culture solution obtained in Example 2 (3), plasmids were collected using Flexi Prep (GE Healthcare Bioscience), and each was used with a capillary DNA sequencer CEQ2000 (Beckman Coulter) according to the attached manual. The nucleotide sequence of the halohydrin epoxidase gene in the plasmid was analyzed. The results are shown in Table 2.

解析を行った20株のうち、12株(#1007、#1009、#1014、#1019、#1023、#1024、#1034、#1037、#1038、#1066、#1068、#1072)がアミノ酸置換変異F136Sを有するハロヒドリンエポキシダーゼを、2株(#1002、#1005)がアミノ酸残換変異T133Aを有するハロヒドリンエポキシダーゼを、2株(#1020、#1055)がアミノ酸置換変異V75Aを有するハロヒドリンエポキシダーゼを、1株(#1018)がアミノ酸置換変異D199Hを有するハロヒドリンエポキシダーゼを、1株(#1029)がアミノ酸置換変異V25Iを有するハロヒドリンエポキシダーゼを、1株(#1057)がアミノ基置換変異H57R及びY87Fを有するハロヒドリンエポキシダーゼをそれぞれ発現していることが確認された。各形質転換体、それらが発現しているハロヒドリンエポキシダーゼ及びそれをコードするハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を表2のように命名した。   Of the 20 strains analyzed, 12 (# 1007, # 1009, # 1014, # 1019, # 1023, # 1024, # 1034, # 1037, # 1038, # 1066, # 1068, # 1072) were amino acids. Two strains (# 1002, # 1005) have halohydrin epoxidase with substitution mutation F136S, and two strains (# 1020, # 1055) have amino acid substitution mutation V75A. 1 strain (# 1018) has a halohydrin epoxidase having the amino acid substitution mutation D199H, and 1 strain (# 1029) has a halohydrin epoxidase having the amino acid substitution mutation V25I. It was confirmed that the strain (# 1057) expressed halohydrin epoxidase having amino group substitution mutations H57R and Y87F, respectively. Each transformant, the halohydrin epoxidase expressed by them, and the halohydrin epoxidase gene encoding it were named as shown in Table 2.

(5)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのスクリーニング(三次評価)
実施例2(3)で選抜され、実施例2(4)でそのハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子変異が確認された6株(JM109/pSTT002-V25I、JM109/pSTT002-H57R+Y87F、JM109/pSTT002-V75A、JM109/pSTT002-T133A、JM109/pSTT002-F136S 及びJM109/pSTT002-D199H)及び対照とするJM109/pSTT002の計7株について、次のように三次評価を行った。LBAmp培地をワッセルマン試験管に1mlずつ分注し、各試験管に、二次評価選抜株6株及びJM109/pSTT002のコロニーをそれぞれ植菌した。37℃、210rpmで約8時間培養した後、得られた各培養液100μlを、IPTGを終濃度として1mM含むLBAmp培地(500ml容三角フラスコ中の100ml)に植菌し、37℃、210rpmで16時間培養した。得られた各培養液100mlから遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)により各菌体を回収し、20mM Tris-硫酸緩衝液(pH8.0)で洗浄した後、菌濃度が12.5gDC/Lとなるように同緩衝液に懸濁した。得られた菌体懸濁液を用いて、実施例1(3)記載の方法において反応液のDCP濃度を400mMとした反応液を用いた方法、及び実施例1(3)記載の方法において反応液のDCP濃度を400mMとし、かつ、(R)−CHBNを終濃度800mMとなるように添加した反応液を用いた方法により、(R)−CHBN非存在下及び(R)−CHBN存在下におけるハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)をそれぞれ測定した。1Uを上記各条件下でDCPから1分間あたり1μmol塩化物イオンの脱離する酵素量に相当するものと定義して活性測定に用いた各菌体懸濁液の活性を、該活性を活性測定に用いた各菌体懸濁液の液量で除することにより各菌体懸濁液の液活性を算出した。さらに、該液活性を菌濃度で除することによって各株の菌体比活性を算出した。その結果を表3に示した。

(5) Screening for improved halohydrin epoxidase (tertiary evaluation)
Six strains (JM109 / pSTT002-V25I, JM109 / pSTT002-H57R + Y87F, JM109 / pSTT002-) selected in Example 2 (3) and confirmed to have the halohydrin epoxidase gene mutation in Example 2 (4) A total of 7 strains of V75A, JM109 / pSTT002-T133A, JM109 / pSTT002-F136S and JM109 / pSTT002-D199H) and JM109 / pSTT002 as controls were subjected to tertiary evaluation as follows. 1 ml of LBAmp medium was dispensed into a Wasselman test tube, and each of the test tubes was inoculated with 6 strains selected for secondary evaluation and a colony of JM109 / pSTT002. After culturing at 37 ° C. and 210 rpm for about 8 hours, 100 μl of each culture solution obtained was inoculated into LBAmp medium (100 ml in a 500 ml Erlenmeyer flask) containing 1 mM IPTG as a final concentration, and the culture was performed at 37 ° C. and 210 rpm. Incubate for hours. Each bacterial cell was recovered from 100 ml of each obtained culture solution by centrifugation (3,700 × g, 10 minutes, 4 ° C.), washed with 20 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0), and then the bacterial concentration was 12.5 gDC. / L was suspended in the same buffer. Using the obtained cell suspension, a reaction using the reaction solution in which the DCP concentration of the reaction solution was 400 mM in the method described in Example 1 (3) and a reaction in the method described in Example 1 (3) In a method using a reaction solution in which the DCP concentration of the solution was 400 mM and (R) -CHBN was added to a final concentration of 800 mM, in the absence of (R) -CHBN and in the presence of (R) -CHBN The halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity) was measured. The activity of each cell suspension used for the activity measurement was defined by defining 1 U as the amount of enzyme desorbing 1 μmol of chloride ion per minute from DCP under the above-mentioned conditions. The liquid activity of each cell suspension was calculated by dividing by the amount of each cell suspension used. Furthermore, the cell specific activity of each strain was calculated by dividing the liquid activity by the bacterial concentration. The results are shown in Table 3.

JM109/pSTT002-H57R+Y87F、JM109/pSTT002-V75A、JM109/pSTT002-F136S及びJM109/pSTT002-D199Hについては、(R)−CHBN非存在下における菌体比活性が、JM109/pSTT002の該菌体比活性よりも高いことが確認された。また、JM109/pSTT002-H57R+Y87F 、JM109/pSTT002-T133A、JM109/pSTT002-F136S及びJM109/pSTT002-D199Hについては、(R)−CHBN存在下における菌体比活性が、JM109/pSTT002の該菌体比活性よりも高いことが確認された。すなわち、これら形質転換体が発現するハロヒドリンエポキシダーゼは、(R)−CHBN非存在下又は(R)−CHBN存在下における、形質転換体あたりハロヒドリンエポキシダーゼ活性向上をもたらす改良型ハロヒドリンエポキシダーゼであることが確認された。   For JM109 / pSTT002-H57R + Y87F, JM109 / pSTT002-V75A, JM109 / pSTT002-F136S, and JM109 / pSTT002-D199H, the cell specific activity in the absence of (R) -CHBN is the same as that of JM109 / pSTT002. It was confirmed that the activity was higher than the specific activity. Further, for JM109 / pSTT002-H57R + Y87F, JM109 / pSTT002-T133A, JM109 / pSTT002-F136S, and JM109 / pSTT002-D199H, the cell specific activity in the presence of (R) -CHBN is the same as that of JM109 / pSTT002. It was confirmed that it was higher than the body specific activity. That is, the halohydrin epoxidase expressed by these transformants is an improved halohydrin epoxidase activity improvement per transformant in the absence of (R) -CHBN or in the presence of (R) -CHBN. It was confirmed to be a hydrin epoxidase.

部位特異的ランダム変異による改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのスクリーニングScreening for improved halohydrin epoxidase by site-specific random mutation

(1)部位特異的ランダム変異体ライブラリーの作製
実施例2(5)で見出された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのうち、形質転換体あたりハロヒドリンエポキシダーゼ活性向上効果をもたらすアミノ酸変異箇所として、ハロヒドリンエポキシダーゼHheb(2nd)(配列番号2)の133番目のスレオニン残基(T133)、136番目のフェニルアラニン残基(F136)及び199番目のアスパラギン酸残基(D199)が見出された。これらの箇所のアミノ酸をランダムに変異させ、さらなる有用な改良型ハロヒドリンエポキシダーゼの取得を試みた。
T133、F136及びD199を20必須アミノ酸に変異させうるランダムプライマーとして、以下のものを作製した。
(1) Preparation of site-specific random mutant library Among the improved halohydrin epoxidases found in Example 2 (5), amino acid mutations that have an effect of improving halohydrin epoxidase activity per transformant The halohydrin epoxidase Hheb (2 nd ) (SEQ ID NO: 2) contains the 133rd threonine residue (T133), the 136th phenylalanine residue (F136) and the 199th aspartic acid residue (D199). It was found. Attempts were made to obtain more useful improved halohydrin epoxidases by randomly mutating amino acids at these sites.
The following were prepared as random primers that can mutate T133, F136, and D199 to 20 essential amino acids.

MDH-14:CGCTGGCCTACAGCNNNGCGCGTTTCGCT(配列番号62:29ヌクレオチドからなり、ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(1st)(配列番号1)の141番目のアミノ酸又はHheB(2nd)の133番目(配列番号2)のアミノ酸をコードするコドンがランダム塩基(NNN;Nはアデニン、チミン、グアニン又はシトシンのいずれか)であるセンスプライマー)
MDH-15:AGCGAAACGCGCNNNGCTGTAGGCCAGCG(配列番号63:29ヌクレオチドからなり、MDH-14の相補配列を有するアンチセンスプライマー)
MDH-14: CGCTGGCCTACAGCNNNGCGCGTTTCGCT (consisting of SEQ ID NO: 62: 29 nucleotides, the 141st amino acid of halohydrin epoxidase HheB (1 st ) (SEQ ID NO: 1) or the 133rd (SEQ ID NO: 2) of HheB (2 nd ) Sense primer whose amino acid codon is a random base (NNN; N is either adenine, thymine, guanine or cytosine)
MDH-15: AGCGAAACGCGCNNNGCTGTAGGCCAGCG (SEQ ID NO: 63: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-14)

MDH-16:CAGCACGGCGCGTNNNGCTCAGCGCGGGT(配列番号64:29ヌクレオチドからなり、ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(1st)(配列番号1)の144番目のアミノ酸又はHheB(2nd)(配列番号2)の136番目のアミノ酸をコードするコドンがランダム塩基(NNN;Nはアデニン、チミン、グアニン又はシトシンのいずれか)であるセンスプライマー)
MDH-17:ACCCGCGCTGAGCNNNACGCGCCGTGCTG(配列番号65:29ヌクレオチドからなり、MDH-16の相補配列を有するアンチセンスプライマー)
MDH-16: CAGCACGGCGCGTNNNGCTCAGCGCGGGT (consisting of SEQ ID NO: 64: 29 nucleotides, the 144th amino acid of halohydrin epoxidase HheB (1 st ) (SEQ ID NO: 1) or the 136th amino acid of HheB (2 nd ) (SEQ ID NO: 2) A sense primer whose amino acid codon is a random base (NNN; N is either adenine, thymine, guanine or cytosine)
MDH-17: ACCCGCGCTGAGCNNNACGCGCCGTGCTG (SEQ ID NO: 65: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-16)

MDH-18:CGACTGCCCGAGAGNNNGCGCTGCTCGCG(配列番号66:29ヌクレオチドからなり、ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(1st)(配列番号1)の207番目のアミノ酸又はHheB(2nd)(配列番号2)の199番目のアミノ酸ををコードするコドンがランダム塩基(NNN;Nはアデニン、チミン、グアニン又はシトシンのいずれか)であるセンスプライマー)
MDH-19:CGCGAGCAGCGCNNNCTCTCGGGCAGTCG(配列番号67:29ヌクレオチドからなり、MDH-18の相補配列を有するアンチセンスプライマー)
MDH-18: CGACTGCCCGAGAGNNNGCGCTGCTCGCG (SEQ ID NO: 66: 29 nucleotides, 207th amino acid of halohydrin epoxidase HheB (1 st ) (SEQ ID NO: 1) or 199th of HheB (2 nd ) (SEQ ID NO: 2) Sense primer whose codon encoding amino acid is a random base (NNN; N is any one of adenine, thymine, guanine or cytosine)
MDH-19: CGCGAGCAGCGCNNNCTCTCGGGCAGTCG (SEQ ID NO: 67: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-18)

上記のプライマー及び鋳型pSTT002を用い、QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (STRATAGENE社)により部位特異的変異導入を行った。反応液組成(全量50μl)は以下の表の通りとした(系列1はT133ランダム変異体、系列2はF136ランダム変異体、
系列3はD199ランダム変異体の取得をそれぞれ目的とする)。
Site-directed mutagenesis was performed with the QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (STRATAGENE) using the above primer and template pSTT002. The composition of the reaction solution (total volume 50 μl) was as shown in the following table (series 1 was a T133 random mutant, series 2 was an F136 random mutant,
Series 3 aims to obtain D199 random mutants, respectively).

各系列に用いたプライマーの組み合わせは次の通りである。
系列1:センスプライマーMDH-14、アンチセンスプライマーMDH-15
系列2:センスプライマーMDH-16、アンチセンスプライマーMDH-17
系列3:センスプライマーMDH-17、アンチセンスプライマーMDH-18
上記組成の各反応液について、以下の表の熱サイクル処理を行った。
The combinations of primers used for each series are as follows.
Series 1: Sense primer MDH-14, Antisense primer MDH-15
Series 2: Sense primer MDH-16, Antisense primer MDH-17
Series 3: Sense primer MDH-17, Antisense primer MDH-18
About each reaction liquid of the said composition, the thermal cycle process of the following table | surface was performed.

添付のマニュアルに従い、熱サイクル処理を行った各反応液にDpnIを1μl添加し、37℃で1時間インキュベートした。DpnI処理液を用い、実施例2(1)と同様に形質転換を行った。プレート上に出現したコロニーをハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子部位特異的(T133、F136、D199)変異体ライブラリーとした。   In accordance with the attached manual, 1 μl of DpnI was added to each reaction solution subjected to the heat cycle treatment, and incubated at 37 ° C. for 1 hour. Using the DpnI treatment solution, transformation was performed in the same manner as in Example 2 (1). Colonies that appeared on the plate were used as a halohydrin epoxidase gene site-specific (T133, F136, D199) mutant library.

(2)部位特異的ランダム変異体からの改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのスクリーニング
実施例3(1)で作製したハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子部位特異的(T133、F136、D199)変異体ライブラリーから、さらなる有用な改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのスクリーニングを行った。96ウェルプレート(ディープウェル)に、IPTGを終濃度として1mM含むLBAmp培地をウェルあたり500μlずつ分注し、実施例3(1)で作製したハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子部位特異的(T133、F136、D199)変異体ライブラリーの各系列につき200コロニーを、各ウェルに植菌した。なお、評価の対照として用いるJM109/pSTT002-T133A、JM109/pSTT002-F136S、JM109/pSTT002-D199H及びJM109/pSTT002を併せて植菌した。37℃、800rpmで約16時間培養した後、得られた培養液のうち20μlを平型96ウェルプレートに分注した。遠心分離機(佐久間製作所50A-IVD)及びローター(佐久間製作所 HM-2HLS)を用い、平型96ウェルプレートを遠心分離(3000rpm、5分間、4℃)に供した。培養液上清を除去した後、実施例2(2)記載の評価用反応液1及び評価用反応液3(200mM (S)-CHBN、0.025% ブロモクレゾールパープル(BCP)、50mM Tris-硫酸(pH8))40μlを各ウェルに添加した。懸濁後、室温で静置し、反応液の呈色変化を経時的に観察し、評価用反応液1を添加した系で対照であるJM109/pSTT002よりも有意に早く変色が見られた株、評価用反応液3を添加した系で対照であるJM109/pSTT002よりも有意に早く変色が見られた株、及び各株の評価用反応液1添加系における呈色速度と評価用反応液3添加系における呈色速度の比率が、対照であるJM109/pSTT002の該比率と異なる株を選抜した。各系列200コロニーについて該評価を行い、系列1(T133ランダム変異体ライブラリー)から7株、系列2(F136ランダム変異体ライブラリー)から7株、系列3(D199ランダム変異体ライブラリー)から19株を選抜した。
(2) Screening of improved halohydrin epoxidase from site-specific random mutants From the halohydrin epoxidase gene site-specific (T133, F136, D199) mutant library prepared in Example 3 (1) Further useful improved halohydrin epoxidases were screened. To a 96-well plate (deep well), 500 μl of LBAmp medium containing 1 mM IPTG as a final concentration was dispensed per well, and the halohydrin epoxidase gene site-specific (T133, F136, D199) 200 colonies for each series of mutant libraries were inoculated into each well. In addition, JM109 / pSTT002-T133A, JM109 / pSTT002-F136S, JM109 / pSTT002-D199H and JM109 / pSTT002, which were used as evaluation controls, were inoculated together. After culturing at 37 ° C. and 800 rpm for about 16 hours, 20 μl of the obtained culture solution was dispensed into a flat 96-well plate. Using a centrifuge (Sakuma Seisakusho 50A-IVD) and a rotor (Sakuma Seisakusho HM-2HLS), the flat 96-well plate was subjected to centrifugation (3000 rpm, 5 minutes, 4 ° C.). After removing the culture supernatant, the evaluation reaction solution 1 and the evaluation reaction solution 3 described in Example 2 (2) (200 mM (S) -CHBN, 0.025% bromocresol purple (BCP), 50 mM Tris-sulfuric acid ( 40 μl of pH 8)) was added to each well. After suspension, the mixture was allowed to stand at room temperature, and the color change of the reaction solution was observed over time. In the system to which the reaction solution for evaluation 1 was added, the strain showed a color change significantly earlier than the control JM109 / pSTT002. In addition, the strain in which the reaction solution 3 for evaluation was added and the color change was significantly faster than the control JM109 / pSTT002, and the coloration speed and the reaction solution 3 for the evaluation in the reaction solution 1 addition system for each strain. A strain having a coloration rate ratio in the addition system different from that of the control JM109 / pSTT002 was selected. The evaluation was carried out on 200 colonies of each series, 7 strains from series 1 (T133 random mutant library), 7 strains from series 2 (F136 random mutant library), 19 from series 3 (D199 random mutant library). A stock was selected.

(3)部位特異的ランダム変異ライブラリー選抜株のハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子変異確認
実施例3(2)で選抜した系列1(T133ランダム変異体ライブラリー)からの7株、系列2(F136ランダム変異体ライブラリー)からの7株、系列3(D199ランダム変異体ライブラリー)からの19株、計33株について、各株が有するハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の変異を解析した。実施例3(2)で得られた各株培養液から、Flexi Prep(GEヘルスケアバイオサイエンス)を用いてプラスミド回収し、キャピラリーDNAシーケンサーCEQ2000(ベックマン・コールター)を用い、添付のマニュアルに従って、各プラスミド中のハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子の塩基配列を解析した。その結果を表4に示した。
(3) Confirmation of mutation of halohydrin epoxidase gene in selected strain of site-specific random mutation library Seven strains from series 1 (T133 random mutant library) selected in Example 3 (2), series 2 (F136 random) Mutations in the halohydrin epoxidase gene of each strain were analyzed for a total of 33 strains, 7 strains from the mutant library) and 19 strains from the series 3 (D199 random mutant library). From each strain culture solution obtained in Example 3 (2), plasmids were collected using Flexi Prep (GE Healthcare Bioscience), and each was collected using a capillary DNA sequencer CEQ2000 (Beckman Coulter) according to the attached manual. The nucleotide sequence of the halohydrin epoxidase gene in the plasmid was analyzed. The results are shown in Table 4.

解析を行った33株が発現しているハロヒドリンエポキシダーゼ及びそれをコードするハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を、アミノ酸置換変異の態様として既に取得されたものとの重複を考慮し、表2のように命名した。   Table 2 shows the halohydrin epoxidase expressed by the analyzed 33 strains and the halohydrin epoxidase gene encoding the halohydrin epoxidase gene in consideration of duplication with those already obtained as an aspect of amino acid substitution mutation. So named.

改良型ハロヒドリンエポキシダーゼによる(R)−CHBN合成反応(R) -CHBN synthesis reaction by improved halohydrin epoxidase

(1)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ粗酵素液の調製
実施例2及び実施例3で取得された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼによって合成した(R)−CHBNの光学純度を調べるため、まず、各改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する形質転換体より粗酵素液を調製した。改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する15株の形質転換体株(JM109/pSTT002-T133A、JM109/pSTT002-T136C、JM109/pSTT002-T133S、JM109/pSTT002-F136A、JM109/pSTT002-F136S、JM109/pSTT002-F136W、JM109/pSTT002-D199Q、JM109/pSTT002-D199E、JM109/pSTT002-D199H、JM109/pSTT002-D199S、JM109/pSTT002-D199T、JM109/pSTT002-D199M、JM109/pSTT002-D199L、JM109/pSTT002-D199I、JM109/pSTT002-D199Y)及び対照とするJM109/pSTT002の計16株について、次のように三次評価を行った。LBAmp培地をワッセルマン試験管に1mlずつ分注し、各試験管に、二次評価選抜株15株及びJM109/pSTT002のコロニーをそれぞれ植菌した。37℃、210rpmで約8時間培養した後、得られた各培養液100μlを、IPTGを終濃度として1mM含むLBAmp培地(500ml容三角フラスコ中の100ml)に植菌し、37℃、210rpmで16時間培養した。得られた各培養液100mlから遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)により各菌体を回収し、20mM Tris-硫酸緩衝液(pH8.0)で洗浄した後、菌濃度が12.5gDC/Lとなるように同緩衝液に懸濁した。得られた菌体懸濁液の3mlを、超音波破砕機VP−15S(タイテック、日本)を用いて、出力コントロール4、DUTY CYCLE 40%、PULS、TIMER=Bモード10sの条件で氷冷しながら10分間破砕した。破砕した菌体懸濁液を遠心分離(23,000×g、5分間、4℃)に供し、上清を粗酵素液として採取した。得られた各粗酵素液について、実施例1(3)記載の方法において反応液のDCP濃度を400mMとした反応液を用いた方法により、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)をそれぞれ測定した。1Uを上記各条件下でDCPから1分間あたり1μmol塩化物イオンの脱離する酵素量に相当するものと定義して活性測定に用いた各菌体懸濁液の活性を、該活性を活性測定に用いた各菌体懸濁液の液量で除することにより各菌体懸濁液の液活性を算出した。
(1) Preparation of improved halohydrin epoxidase crude enzyme solution In order to examine the optical purity of (R) -CHBN synthesized by the improved halohydrin epoxidase obtained in Example 2 and Example 3, A crude enzyme solution was prepared from a transformant expressing each improved halohydrin epoxidase. 15 transformant strains expressing the improved halohydrin epoxidase (JM109 / pSTT002-T133A, JM109 / pSTT002-T136C, JM109 / pSTT002-T133S, JM109 / pSTT002-F136A, JM109 / pSTT002-F136S, JM109 / pSTT002-F136W, JM109 / pSTT002-D199Q, JM109 / pSTT002-D199E, JM109 / pSTT002-D199H, JM109 / pSTT002-D199S, JM109 / pSTT002-D199T, JM109 / pSTT002-D199M, JM109 / pSTT002D-199 A total of 16 strains of D199I, JM109 / pSTT002-D199Y) and JM109 / pSTT002 as a control were subjected to tertiary evaluation as follows. One ml of LBAmp medium was dispensed into a Wasselman test tube, and 15 secondary selection strains and JM109 / pSTT002 colonies were inoculated into each test tube. After culturing at 37 ° C. and 210 rpm for about 8 hours, 100 μl of each culture solution obtained was inoculated into LBAmp medium (100 ml in a 500 ml Erlenmeyer flask) containing 1 mM of IPTG as the final concentration, and 16 ° C. and 37 rpm at 16 rpm. Incubate for hours. Each bacterial cell was recovered from 100 ml of each obtained culture solution by centrifugation (3,700 × g, 10 minutes, 4 ° C.), washed with 20 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0), and then the bacterial concentration was 12.5 gDC. / L was suspended in the same buffer. 3 ml of the obtained bacterial cell suspension is ice-cooled using an ultrasonic crusher VP-15S (Tytec, Japan) under conditions of output control 4, DUTY CYCLE 40%, PULS, TIMER = B mode 10s. For 10 minutes. The disrupted cell suspension was subjected to centrifugation (23,000 × g, 5 minutes, 4 ° C.), and the supernatant was collected as a crude enzyme solution. About each obtained crude enzyme liquid, the halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity) was measured by the method using the reaction liquid which made the DCP density | concentration of the reaction liquid 400 mM in the method of Example 1 (3), respectively. did. The activity of each cell suspension used for the activity measurement is defined as 1 U corresponding to the amount of enzyme desorbing 1 μmol chloride ion per minute from DCP under the above conditions. The liquid activity of each cell suspension was calculated by dividing by the amount of each cell suspension used in the above.

(2)分析方法
後述する改良型ハロヒドリンエポキシダーゼによる(R)−CHBNの合成反応において実施する反応液中のDCP、ECH及びCHBN濃度分析及び生成CHBNの光学純度分析は、以下のように行った。
<反応液中のDCP、ECH及びCHBN濃度分析>
反応液中のDCP、ECH及びCHBN濃度分析は、逆相系HPLCにより行った。逆相系HPLC分析条件を下表に示す。
(2) Analytical method DCP, ECH and CHBN concentration analysis and optical purity analysis of the produced CHBN in the reaction solution carried out in the synthesis reaction of (R) -CHBN by the improved halohydrin epoxidase described below are as follows. went.
<Concentration analysis of DCP, ECH and CHBN in reaction solution>
Analysis of DCP, ECH and CHBN concentrations in the reaction solution was performed by reverse phase HPLC. The reverse phase HPLC analysis conditions are shown in the table below.

反応終了液100μlを、上表記載の移動層400μlにより希釈混合した後、上表記載の分析条件により分析を行った。予め、濃度既知のDCP、ECH及びCHBN溶液を用いて検量線を作成し、該検量線を用いて反応液中のDCP、ECH及びCHBN濃度を求めた。
<生成CHBNの光学純度分析>
生成CHBNの光学純度分析は、CHBNをエステル化後、順相系HPLCにより行った。順相系HPLC分析条件を下表に示す。
100 μl of the reaction completion solution was diluted and mixed with 400 μl of the moving bed described in the above table, and then analyzed under the analysis conditions described in the above table. A calibration curve was prepared in advance using DCP, ECH, and CHBN solutions with known concentrations, and the concentrations of DCP, ECH, and CHBN in the reaction solution were determined using the calibration curve.
<Optical purity analysis of produced CHBN>
The optical purity analysis of the produced CHBN was performed by normal phase HPLC after esterification of CHBN. Normal phase HPLC analysis conditions are shown in the table below.

反応終了液約400μlに等量のジイソプロピルエーテル(以下、IPEと称することがある)を加えて抽出を行った。IPE層を分取し、少量の無水硫酸ナトリウムを加えて撹拌した。IPE層を100μl分取し、10μlの(R)−α−メトキシ―α―(トリフルオロメチル)フェニルアセチルクロライド(以下、(R)−MTPAと称することがある)及び40μlのピリジンを添加した。室温で一晩反応させた後、IPEを添加して約400μlとした。1規定の塩酸を400μl加えて抽出を2回行った後、分取したIPE層に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を400μl加えて抽出を2回行った。分取したIPE層に少量の無水硫酸ナトリウムを加えて撹拌した後、アスピレーターによりIPE層を揮発させた。残存物を上表記載の移動層により懸濁した後、上表記載の分析条件により分析を行った。(R)−CHBN−(R)−MTPAエステル及び(S)-CHBN−(R)−MTPAエステルのエリア面積比から各濃度を算出し、本明細書において説明した要領(前述)でCHBNの光学純度を算出した。   Extraction was carried out by adding an equal amount of diisopropyl ether (hereinafter sometimes referred to as IPE) to about 400 μl of the reaction completion solution. The IPE layer was separated, and a small amount of anhydrous sodium sulfate was added and stirred. 100 μl of the IPE layer was collected, and 10 μl of (R) -α-methoxy-α- (trifluoromethyl) phenylacetyl chloride (hereinafter sometimes referred to as (R) -MTPA) and 40 μl of pyridine were added. After reacting overnight at room temperature, IPE was added to make about 400 μl. Extraction was performed twice by adding 400 μl of 1N hydrochloric acid, and then 400 μl of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to the separated IPE layer, and extraction was performed twice. A small amount of anhydrous sodium sulfate was added to the separated IPE layer and stirred, and then the IPE layer was volatilized by an aspirator. The residue was suspended in the moving bed described in the above table, and then analyzed under the analysis conditions described in the above table. Each concentration was calculated from the area area ratio of (R) -CHBN- (R) -MTPA ester and (S) -CHBN- (R) -MTPA ester, and the optical properties of CHBN were as described above (described above). Purity was calculated.

(3)改良型ハロヒドリエポキシダーゼによる(R)−CHBNの合成
実施例4(1)で調製した各改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体由来粗酵素液を用い、シアン化カリウム存在下、DCPからのCHBN合成反応を行った。反応液基本組成は以下の表のようにし、反応スケールは2mlで行った。

(3) Synthesis of (R) -CHBN by improved halohydrepoxidase Using the crude enzyme solution derived from each improved halohydrin epoxidase-expressing transformant prepared in Example 4 (1), DCP was used in the presence of potassium cyanide. The CHBN synthesis reaction from was carried out. The basic composition of the reaction solution was as shown in the following table, and the reaction scale was 2 ml.

反応は20℃にて3時間行った。反応終了後、実施例4(2)記載の分析条件により、反応液中のDCP、ECH及びCHBN濃度及び生成CHBNの光学純度を分析した。その結果を表5に示した。   The reaction was carried out at 20 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the concentrations of DCP, ECH and CHBN in the reaction solution and the optical purity of the produced CHBN were analyzed under the analysis conditions described in Example 4 (2). The results are shown in Table 5.

野生型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する形質転換体株JM109/pSTT002由来粗酵素液を用いた反応ではCHBNが77mMしか蓄積してなかったのに対し、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する各形質転換体株由来粗酵素液を用いた反応では87〜149mMのCHBNが蓄積していた。従って、これら改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも高濃度の生成物を蓄積できることが示された。
また、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する形質転換体株JM109/pSTT002由来粗酵素液を用いて合成された(R)−CHBNの光学純度が91.6%eeであったのに対し、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する形質転換体株(JM109/pSTT002-T133A、JM109/pSTT002-T133C、JM109/pSTT002-D199Q、JM109/pSTT002-D199E、JM109/pSTT002-D199H、JM109/pSTT002-D199S、JM109/pSTT002-D199T、JM109/pSTT002-D199L、JM109/pSTT002-D199M、JM109/pSTT002-D199I 及びJM109/pSTT002-D199Y)由来粗酵素液を用いて合成された(R)−CHBNの光学純度は93.1%ee〜97.8%eeであり、これらの改良型ハロヒドリンエポキシダーゼにより合成される(R)−CHBNは、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼにより合成される(R)−CHBNよりも光学純度が高いことが確認された。従って、これらの改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、DCP及び/又は中間体ECHに対する立体選択性が向上していることが考えられた。
In the reaction using the crude enzyme solution derived from the transformant strain JM109 / pSTT002 that expresses wild-type halohydrin epoxidase, only 77 mM of CHBN accumulated, whereas each of those expressing the improved halohydrin epoxidase In the reaction using the crude enzyme solution derived from the transformant strain, 87 to 149 mM CHBN was accumulated. Accordingly, it was shown that these improved halohydrin epoxidases can accumulate higher concentrations of product than wild-type halohydrin epoxidases.
In addition, the optical purity of (R) -CHBN synthesized using a crude enzyme solution derived from a transformant strain JM109 / pSTT002 expressing wild-type halohydrin epoxidase was 91.6% ee, but improved type Transformant strains expressing halohydrin epoxidase (JM109 / pSTT002-T133A, JM109 / pSTT002-T133C, JM109 / pSTT002-D199Q, JM109 / pSTT002-D199E, JM109 / pSTT002-D199H, JM109 / pSTT002-D199S, JM109 / PSTT002-D199T, JM109 / pSTT002-D199L, JM109 / pSTT002-D199M, JM109 / pSTT002-D199I and JM109 / pSTT002-D199Y) (R) -CHBN having an optical purity of 93.1% (R) -CHBN synthesized by these improved halohydrin epoxidases has higher optical purity than (R) -CHBN synthesized by wild-type halohydrin epoxidases. It was confirmed. Therefore, it was considered that these improved halohydrin epoxidases have improved stereoselectivity for DCP and / or intermediate ECH.

塩化物イオン存在下での改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ活性確認Confirmation of improved halohydrin epoxidase activity in the presence of chloride ion

塩化物イオンは、1,3−ジハロ−2−プロパノールとシアン化合物からハロヒドリンエポキシダーゼによって4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを合成する際の生成物であり、ハロヒドリンエポキシダーゼによる該合成反応を阻害しうる。高濃度の塩化物イオン存在下における、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ及び改良型ハロヒドリンエポキシダーゼのハロヒドリンエポキシダーゼ活性を調べ、比較した。実施例4で調製した、野生型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体株JM109/pSTT002由来粗酵素液及び改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体株JM109/pSTT002-D199H由来粗酵素液を用い、実施例1(3)記載の方法において反応液のDCP濃度を400mMとした反応液を用いた方法、及び実施例1(3)記載の方法において反応液のDCP濃度を400mMとし、かつ、塩化ナトリウムを終濃度100mM又は200mMとなるように添加した反応液を用いた方法により、塩化ナトリウム非存在下(0mM)及び存在下(100mM及び200mM)におけるハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)を測定し、各形質転換体由来粗酵素液の塩化ナトリウム非存在下(0mM)における該活性を100%として相対活性値を算出した。その結果を表6に示した。   Chloride ion is a product in the synthesis of 4-halo-3-hydroxybutyronitrile from 1,3-dihalo-2-propanol and cyanide by halohydrin epoxidase. The synthesis reaction can be inhibited. The halohydrin epoxidase activities of wild type halohydrin epoxidase and improved halohydrin epoxidase in the presence of high concentrations of chloride ions were investigated and compared. Using the crude enzyme solution derived from the wild type halohydrin epoxidase expression transformant strain JM109 / pSTT002 and the improved halohydrin epoxidase expression transformant strain JM109 / pSTT002-D199H prepared in Example 4 In the method described in Example 1 (3), a method using a reaction solution in which the DCP concentration of the reaction solution is 400 mM, and in the method described in Example 1 (3), the DCP concentration of the reaction solution is set to 400 mM, and The halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity) in the absence (0 mM) and presence (100 mM and 200 mM) of sodium chloride was determined by a method using a reaction solution to which sodium was added to a final concentration of 100 mM or 200 mM. The relative activity value was calculated by setting the activity of the crude enzyme solution derived from each transformant in the absence of sodium chloride (0 mM) as 100%. The results are shown in Table 6.

野生型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する形質転換体株JM109/pSTT002由来粗酵素液のハロヒドリンエポキシダーゼ活性は、塩化物イオン100mM及び200mMの存在下ではそれぞれ44%及び40%に低下してしまったのに対し、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体株JM109/pSTT002-D199H由来粗酵素液のハロヒドリンエポキシダーゼ活性は、塩化物イオン100mM及び200mMの存在下でもそれぞれ91%及び78%の残存活性を示した。従って、該改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、塩化物イオンによる反応阻害に対する耐性が野生型ハロヒドリンエポキシダーゼよりも向上していることが確認された。   The halohydrin epoxidase activity of the crude enzyme solution derived from the transformant strain JM109 / pSTT002 expressing wild-type halohydrin epoxidase decreased to 44% and 40% in the presence of 100 mM and 200 mM chloride ions, respectively. In contrast, the halohydrin epoxidase activity of the crude enzyme solution derived from the improved halohydrin epoxidase-expressing transformant strain JM109 / pSTT002-D199H was 91% in the presence of 100 mM and 200 mM chloride ions, respectively. It showed 78% residual activity. Therefore, it was confirmed that the improved halohydrin epoxidase has higher resistance to reaction inhibition by chloride ions than the wild-type halohydrin epoxidase.

改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現形質転換体(ロドコッカス属細菌宿主)の作製とその評価Production and evaluation of improved halohydrin epoxidase expression transformant (Rhodococcus genus host)

(1)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する形質転換体(ロドコッカス属細菌宿主)の作製
改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する形質転換体(ロドコッカス属細菌宿主)を作製し、該形質転換体の評価を行った。まず、特開2007−49932号記載の発現プラスミドpJHB057を鋳型として、ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(1st)(配列番号1)の141番目のスレオニン残基のアラニンへの置換変異(T141A)、144番目のフェニルアラニン残基のセリンへの置換変異(F144S)及び207番目のアスパラギン酸残基のヒスチジンへの置換変異(D207H)がそれぞれ導入された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ発現プラスミドを作製した。変異導入に用いるプライマーとして、以下のものを作製した。
(1) Production of a transformant (Rhodococcus bacterium host) expressing an improved halohydrin epoxidase A transformant (Rhodococcus bacterium host) expressing an improved halohydrin epoxidase is produced and transformed. The body was evaluated. First, substitution mutation (T141A) of the 141st threonine residue of halohydrin epoxidase HheB (1 st ) (SEQ ID NO: 1) with the expression plasmid pJHB057 described in JP-A-2007-49932 as a template, 144 An improved halohydrin epoxidase expression plasmid into which the substitution mutation of the phenylalanine residue at the serine (F144S) and the substitution mutation of the 207th aspartate residue at the substitution of histidine (D207H) were introduced was prepared. The following were prepared as primers used for mutagenesis.

MDH-05:CGCTGGCCTACAGCGCGGCGCGTTTCGCT(配列番号68:29ヌクレオチドからなり、ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(1st)の141番目のアミノ酸をコードするコドンがGCG(アラニンをコードする)であるセンスプライマー)
MDH-06:AGCGAAACGCGCCGCGCTGTAGGCCAGCG(配列番号69:29ヌクレオチドからなり、MDH-05の相補配列を有するアンチセンスプライマー)
MDH-05: CGCTGGCCTACAGCGCGGCGCGTTTCGCT (Sequence number 68: Sense primer consisting of 29 nucleotides, the codon encoding the 141st amino acid of halohydrin epoxidase HheB (1 st ) is GCG (encodes alanine))
MDH-06: AGCGAAACGCGCCGCGCTGTAGGCCAGCG (SEQ ID NO: 69: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-05)

MDH-07:CAGCACGGCGCGTTCCGCTCAGCGCGGGT(配列番号70:29ヌクレオチドからなり、ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(1st)の144番目のアミノ酸をコードするコドンがTCC(セリンをコードする)であるセンスプライマー)
MDH-08:ACCCGCGCTGAGCGGAACGCGCCGTGCTG(配列番号71:29ヌクレオチドからなり、MDH-07の相補配列を有するアンチセンスプライマー)
MDH-07: CAGCACGGCGCGTTCCGCTCAGCGCGGGT (sense primer consisting of SEQ ID NO: 70:29 nucleotides, the codon encoding the 144th amino acid of halohydrin epoxidase HheB (1 st ) is TCC (encodes serine))
MDH-08: ACCCGCGCTGAGCGGAACGCGCCGTGCTG (SEQ ID NO: 71: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-07)

MDH-09:CGACTGCCCGAGAGCACGCGCTGCTCGCG(配列番号72:29ヌクレオチドからなり、ハロヒドリンエポキシダーゼHheB(1st)の207番目のアミノ酸をコードするコドンがCAC(ヒスチジンをコードする)であるセンスプライマー)
MDH-10:CGCGAGCAGCGCGTGCTCTCGGGCAGTCG(配列番号73:29ヌクレオチドからなり、MDH-09の相補配列を有するアンチセンスプライマー)
MDH-09: CGACTGCCCGAGAGCACGCGCTGCTCGCG (sense primer consisting of SEQ ID NO: 72:29 nucleotides, the codon encoding the 207th amino acid of halohydrin epoxidase HheB (1 st ) is CAC (encodes histidine))
MDH-10: CGCGAGCAGCGCGTGCTCTCGGGCAGTCG (SEQ ID NO: 73: antisense primer consisting of 29 nucleotides and having a complementary sequence of MDH-09)

上記のプライマー及び鋳型pJHB057を用い、QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (STRATAGENE社)により部位特異的変異導入を行った。反応液組成(全量50μl)は以下の表の通りとした(系列1はT141A変異体、系列2はF144S変異体、系列3はD207H変異体の取得をそれぞれ目的とする)。   Site-directed mutagenesis was performed with the QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (STRATAGENE) using the above primer and template pJHB057. The composition of the reaction solution (total amount 50 μl) was as shown in the following table (series 1 is for obtaining the T141A mutant, series 2 is for the F144S mutant, and series 3 is for obtaining the D207H mutant).

各系列に用いたプライマーの組み合わせは次の通りである。
系列1:センスプライマーMDH-05、アンチセンスプライマーMDH-06
系列2:センスプライマーMDH-07、アンチセンスプライマーMDH-08
系列3:センスプライマーMDH-09、アンチセンスプライマーMDH-10
上記組成の各反応液について、以下の表の熱サイクル処理を行った。
The combinations of primers used for each series are as follows.
Series 1: Sense primer MDH-05, Antisense primer MDH-06
Series 2: Sense primer MDH-07, Antisense primer MDH-08
Series 3: Sense primer MDH-09, Antisense primer MDH-10
About each reaction liquid of the said composition, the thermal cycle process of the following table | surface was performed.

添付のマニュアルに従い、熱サイクル処理を行った各反応液にDpnIを1μl添加し、37℃で1時間インキュベートした。DpnI処理液を用い、実施例2(1)と同様に大腸菌の形質転換を行った。寒天培地上に生育した形質転換体コロニー複数個を 1.5mlのLB Amp培地(アンピシリン 100mg/Lを含有するLB培地)にて37℃で一晩培養した。得られた培養液を各々集菌後、Flexi Prep(GEヘルスケアバイオサイエンス)を用いて組換えプラスミドを回収した。キャピラリーDNAシーケンサーCEQ2000(ベックマン・コールター)を用いて、添付のマニュアルに従って、3種のプラスミド中にクローニングされているPCR増幅産物の塩基配列を解析し、PCR反応におけるエラー変異が生じていないことを確認した。系列1のPCR増幅産物由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpJHB057-T141Aと、系列2のPCR増幅由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpJHB057-F144Sと、系列3のPCR増幅産物由来DNA断片がクローニングされたプラスミドをpJHB057-D207Hと命名し、また、それらプラスミドを含む大腸菌JM109株形質転換体を、JM109/ pJHB057-T141A、JM109/ pJHB057-F144S及びJM109/ pJHB057-D207Hとそれぞれ命名した。(前記アミノ酸残基の位置を示す数字は、HheB(1st)(配列番号1)におけるアミノ酸残基の位置を表す数字としている。)
得られたpJHB057-T141A、pJHB057-F144S及びpJHB057-D207Hを用い、特開2007−49932号記載の方法により、ロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous) J1株(受託番号「FERM BP-1478」)の形質転換を行った。得られたコロニーのプラスミドをそれぞれ確認し、3種の形質転換体J1/pJHB057-T141A、J1/pJHB057-F144S及びJ1/pJHB057-D207Hを得た。
In accordance with the attached manual, 1 μl of DpnI was added to each reaction solution subjected to thermal cycling, and incubated at 37 ° C. for 1 hour. Using the DpnI treatment solution, E. coli was transformed in the same manner as in Example 2 (1). A plurality of transformant colonies grown on the agar medium were cultured overnight at 37 ° C. in 1.5 ml of LB Amp medium (LB medium containing ampicillin 100 mg / L). After collecting each of the obtained culture solutions, the recombinant plasmid was recovered using Flexi Prep (GE Healthcare Bioscience). Using the capillary DNA sequencer CEQ2000 (Beckman Coulter), according to the attached manual, analyze the nucleotide sequences of the PCR amplification products cloned in the three types of plasmids and confirm that no error mutation has occurred in the PCR reaction. did. The plasmid from which the DNA fragment derived from the PCR amplification product of the series 1 was cloned was pJHB057-T141A, the plasmid from which the DNA fragment from the PCR amplification from the series 2 was cloned was cloned as pJHB057-F144S, and the DNA fragment from the PCR amplification product from the series 3 was cloned. The resulting plasmid was named pJHB057-D207H, and E. coli JM109 strain transformants containing these plasmids were named JM109 / pJHB057-T141A, JM109 / pJHB057-F144S and JM109 / pJHB057-D207H, respectively. (The number indicating the position of the amino acid residue is a number indicating the position of the amino acid residue in HheB (1 st ) (SEQ ID NO: 1).)
Using the obtained pJHB057-T141A, pJHB057-F144S and pJHB057-D207H, the transformation of Rhodococcus rhodochrous J1 strain (Accession No. “FERM BP-1478”) according to the method described in JP-A-2007-49932 Went. The plasmids of the obtained colonies were confirmed, and three types of transformants J1 / pJHB057-T141A, J1 / pJHB057-F144S and J1 / pJHB057-D207H were obtained.

(2)改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを発現する形質転換体(ロドコッカス属細菌宿主)の評価
実施例6(1)で得られた3種の形質転換体(J1/pJHB057-T141A、J1/pJHB057-F144S 及びJ1/pJHB057-D207H)の評価を次のように行った。該3株の形質転換体及び対照とするJ1/pJHB057の計4株を、それぞれGGPK培地(1.5% グルコース、1% グルタミン酸ナトリウム、0.1% バクトイーストエキス、0.05% K2HPO4、0.05% KH2PO4、0.05% MgSO4・7H2O、カナマイシン 50μg/ml、pH7.2)100mlに植菌し、30℃で72時間振盪培養した。得られた各培養液100mlから遠心分離(3,700×g、10分間、4℃)により各菌体を回収し、20mM Tris-硫酸緩衝液(pH8.0)で洗浄した後、菌濃度が12.5gDC/Lとなるように同緩衝液に懸濁した。得られた菌体懸濁液の3mlを、超音波破砕機VP−15S(タイテック、日本)を用いて、出力コントロール4、DUTY CYCLE 40%、PULS、TIMER=Bモード10sの条件で氷冷しながら10分間破砕した。破砕した菌体懸濁液を遠心分離(23,000×g、5分間、4℃)に供し、上清を粗酵素液として採取した。得られた各粗酵素液について、実施例1(3)記載の方法において反応液のDCP濃度を400mMとした反応液を用いた方法により、ハロヒドリンエポキシダーゼ活性(脱クロル活性)をそれぞれ測定した。1Uを上記各条件下でDCPから1分間あたり1μmol塩化物イオンの脱離する酵素量に相当するものと定義して活性測定に用いた各粗酵素液の活性を、該活性を活性測定に用いた各粗酵素液の液量で除することにより各粗酵素液の液活性を算出した。さらに、該液活性をタンパク濃度で除することによって各株のタンパクあたり比活性を算出した。タンパク濃度は、バイオラッドプロテインアッセイ(バイオラッド)を用いて測定した。その結果を表7に示した。
(2) Evaluation of transformants (Rhodococcus bacteria host) expressing improved halohydrin epoxidase Three transformants obtained in Example 6 (1) (J1 / pJHB057-T141A, J1 / pJHB057) -F144S and J1 / pJHB057-D207H) were evaluated as follows. A total of 4 strains of the three transformants and J1 / pJHB057 were used as GGPK medium (1.5% glucose, 1% sodium glutamate, 0.1% bactoeast extract, 0.05% K 2 HPO 4 , 0.05% KH 2, respectively). PO 4 , 0.05% MgSO 4 · 7H 2 O, kanamycin 50 μg / ml, pH 7.2) was inoculated into 100 ml, and cultured with shaking at 30 ° C. for 72 hours. Each bacterial cell was recovered from 100 ml of each obtained culture solution by centrifugation (3,700 × g, 10 minutes, 4 ° C.), washed with 20 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0), and then the bacterial concentration was 12.5 gDC. / L was suspended in the same buffer. 3 ml of the obtained bacterial cell suspension is ice-cooled using an ultrasonic crusher VP-15S (Tytec, Japan) under conditions of output control 4, DUTY CYCLE 40%, PULS, TIMER = B mode 10s. For 10 minutes. The disrupted cell suspension was subjected to centrifugation (23,000 × g, 5 minutes, 4 ° C.), and the supernatant was collected as a crude enzyme solution. About each obtained crude enzyme liquid, the halohydrin epoxidase activity (dechlorination activity) was measured by the method using the reaction liquid which made the DCP density | concentration of the reaction liquid 400 mM in the method of Example 1 (3), respectively. did. 1 U is defined as the amount of enzyme desorbing 1 μmol chloride ion per minute from DCP under the above conditions, and the activity of each crude enzyme solution used for activity measurement is used for activity measurement. The liquid activity of each crude enzyme solution was calculated by dividing by the amount of each crude enzyme solution. Furthermore, the specific activity per protein of each strain was calculated by dividing the liquid activity by the protein concentration. The protein concentration was measured using a Bio-Rad protein assay (Bio-Rad). The results are shown in Table 7.

HheB(1st)(配列番号1)における141番目のスレオニン残基のアラニンへの置換変異(T141A)、144番目のフェニルアラニン残基のセリンへの置換変異(F144S)及び207番目のアスパラギン酸残基のヒスチジンへの置換変異(D207H)がそれぞれ導入された改良型ハロヒドリンエポキシダーゼは、ロドコッカス属細菌を宿主とする場合においても、形質転換体あたりハロヒドリンエポキシダーゼ活性向上をもたらす改良型ハロヒドリンエポキシダーゼであることが確認された。Substitution mutation of 141st threonine residue to alanine (T141A), substitution mutation of 144th phenylalanine residue to serine (F144S) and 207th aspartic acid residue in HheB (1 st ) (SEQ ID NO: 1) Improved halohydrin epoxidase in which a substitution mutation (D207H) of histidine is introduced is an improved halo that improves halohydrin epoxidase activity per transformant even when a Rhodococcus bacterium is used as a host. It was confirmed to be a hydrin epoxidase.

配列番号3〜28:変異ペプチド
配列番号31〜56:変異DNA
配列番号57〜61:合成DNA
配列番号62:合成DNA
配列番号62:nはa、c、g又はtを表す(存在位置:15〜17)
配列番号63:合成DNA
配列番号63:nはa、c、g又はtを表す(存在位置:13〜15)
配列番号64:合成DNA
配列番号64:nはa、c、g又はtを表す(存在位置:14〜16)
配列番号65:合成DNA
配列番号65:nはa、c、g又はtを表す(存在位置:14〜16)
配列番号66:合成DNA
配列番号66:nはa、c、g又はtを表す(存在位置:15〜17)
配列番号67:合成DNA
配列番号67:nはa、c、g又はtを表す(存在位置:13〜15)
配列番号68〜73:合成DNA
配列番号74:Xaaは任意のアミノ酸残基を表す(存在位置:2〜13、15,16、19)
配列番号75:Xaaは任意のアミノ酸残基を表す(存在位置:2、5〜8、10)
配列番号76〜83:変異ペプチド
配列番号84〜91:変異DNA
SEQ ID NO: 3 to 28: Mutant peptide SEQ ID NO: 31 to 56: Mutant DNA
SEQ ID NOs: 57 to 61: Synthetic DNA
SEQ ID NO: 62: synthetic DNA
Sequence number 62: n represents a, c, g, or t (location: 15-17)
SEQ ID NO: 63: synthetic DNA
Sequence number 63: n represents a, c, g, or t (location: 13 to 15)
SEQ ID NO: 64: synthetic DNA
Sequence number 64: n represents a, c, g, or t (location: 14-16)
SEQ ID NO: 65: synthetic DNA
Sequence number 65: n represents a, c, g, or t (location: 14-16)
SEQ ID NO: 66: synthetic DNA
Sequence number 66: n represents a, c, g, or t (location: 15-17)
SEQ ID NO: 67: synthetic DNA
Sequence number 67: n represents a, c, g, or t (location: 13-15)
Sequence number 68-73: Synthetic DNA
Sequence number 74: Xaa represents arbitrary amino acid residues (location: 2-13, 15, 16, 19)
Sequence number 75: Xaa represents arbitrary amino acid residues (location: 2, 5-8, 10)
Sequence number 76-83: Mutant peptide Sequence number 84-91: Mutant DNA

Claims (14)

以下のアミノ酸配列I:
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-A-R-α15 (配列番号74)
(Sはセリン残基、Yはチロシン残基、Aはアラニン残基、Rはアルギニン残基を表し、α1〜α15はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
及び以下のアミノ酸配列II:
L-β16-R-L-β17-β18-β19-β20-E-β21 (配列番号75)
(Lはロイシン残基、Rはアルギニン残基、Eはグルタミン酸残基を表し、β16〜β21はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
を含む野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して以下の(A)〜(D)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなる、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。
(A)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(B)α14残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(C)α15残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(D)β21残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
The following amino acid sequence I:
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-AR-α15 (SEQ ID NO: 74)
(S represents a serine residue, Y represents a tyrosine residue, A represents an alanine residue, R represents an arginine residue, and α1 to α15 each independently represent an identical or different arbitrary amino acid residue.)
And the following amino acid sequence II:
L-β16-RL-β17-β18-β19-β20-E-β21 (SEQ ID NO: 75)
(L represents a leucine residue, R represents an arginine residue, E represents a glutamic acid residue, and β16 to β21 each independently represent the same or different arbitrary amino acid residues.)
An improved halohydrin epoxy comprising an amino acid sequence in which any one or a plurality of amino acid mutations selected from the following (A) to (D) are introduced into the amino acid sequence of a wild-type halohydrin epoxidase containing Dase.
(A) Amino acid mutation in which one amino acid residue on the C-terminal side from the starting amino acid residue is replaced with another amino acid (B) Amino acid mutation in which α14 residue is replaced with another amino acid (C) α15 residue Amino acid mutation in which is replaced with another amino acid (D) Amino acid mutation in which β21 residue is replaced with another amino acid
以下のアミノ酸配列I:
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-A-R-α15 (配列番号74)
(Sはセリン残基、Yはチロシン残基、Aはアラニン残基、Rはアルギニン残基を表し、α1〜α15はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
及び以下のアミノ酸配列II:
L-β16-R-L-β17-β18-β19-β20-E-β21 (配列番号75)
(Lはロイシン残基、Rはアルギニン残基、Eはグルタミン酸残基を表し、β16〜β21はそれぞれ独立して同一の又は異なる任意のアミノ酸残基を表す。)
を含む野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して以下の(E)〜(H)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなる、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。
(E)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基がリジン又はアスパラギンに置換されたアミノ酸変異
(F)α14残基がアラニン、システイン又はセリンに置換されたアミノ酸変異
(G)α15残基がアラニン、セリン又はトリプトファンに置換されたアミノ酸変異
(H)β21残基がグルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、セリン、スレオニン、チロシン、ロイシン、イソロイシン又はメチオニンに置換されたアミノ酸変異
The following amino acid sequence I:
S-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-α9-α10-α11-α12-Y-α13-α14-AR-α15 (SEQ ID NO: 74)
(S represents a serine residue, Y represents a tyrosine residue, A represents an alanine residue, R represents an arginine residue, and α1 to α15 each independently represent an identical or different arbitrary amino acid residue.)
And the following amino acid sequence II:
L-β16-RL-β17-β18-β19-β20-E-β21 (SEQ ID NO: 75)
(L represents a leucine residue, R represents an arginine residue, E represents a glutamic acid residue, and β16 to β21 each independently represent the same or different arbitrary amino acid residues.)
An improved halohydrin epoxy comprising an amino acid sequence into which any one or a plurality of amino acid mutations selected from the following (E) to (H) is introduced into the amino acid sequence of a wild-type halohydrin epoxidase containing Dase.
(E) Amino acid mutation in which one residue C-terminal amino acid residue from the starting amino acid residue is substituted with lysine or asparagine (F) Amino acid mutation in which α14 residue is substituted with alanine, cysteine or serine (G) α15 Amino acid mutation in which residue is replaced with alanine, serine or tryptophan (H) Amino acid mutation in which β21 residue is replaced with glutamine, glutamic acid, histidine, serine, threonine, tyrosine, leucine, isoleucine or methionine
前記野生型ハロヒドリンエポキシダーゼがグループBに分類されるものである、請求項1又は2記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。   The improved halohydrin epoxidase according to claim 1 or 2, wherein the wild-type halohydrin epoxidase is classified into group B. 前記野生型ハロヒドリンエポキシダーゼが、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属細菌又はマイコバクテリウム(Mycobacterium)属細菌由来のものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。   The improved halohydride according to any one of claims 1 to 3, wherein the wild-type halohydrin epoxidase is derived from a bacterium belonging to the genus Corynebacterium or Mycobacterium. Phosphoepoxidase. 前記野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列が、配列番号1又は配列番号2に示されるアミノ酸配列である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。   The improved halohydrin epoxidase according to any one of claims 1 to 3, wherein the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase is the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. 前記野生型ハロヒドリンエポキシダーゼのアミノ酸配列に対して以下の(i)〜(iii)より選択されるいずれか又は複数のアミノ酸変異が導入されたアミノ酸配列からなる、請求項1〜5いずれか1項に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。
(i)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基、α14残基、α15残基及びβ21残基以外のアミノ酸残基より選択される1個もしくは数個のアミノ酸残基が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸変異
(ii)開始アミノ酸残基より1残基C末端側のアミノ酸残基、アミノ酸配列Iに含まれるアミノ酸残基及びアミノ酸配列IIに含まれるアミノ酸残基以外のアミノ酸残基より選択される1個もしくは数個のアミノ酸残基が欠失したアミノ酸変異
(iii)開始アミノ酸残基より2残基以上C末端側のアミノ酸残基からなる領域のうちアミノ酸配列I及びアミノ酸配列IIからなる領域以外の領域中に、1個もしくは数個の任意のアミノ酸残基が挿入されたアミノ酸変異
Either of the following (i) to (iii) selected from the amino acid sequence of the wild-type halohydrin epoxidase or an amino acid sequence into which a plurality of amino acid mutations are introduced: 2. The improved halohydrin epoxidase according to item 1.
(I) One or several amino acid residues selected from amino acid residues other than the amino acid residue at the C-terminal side, α14 residue, α15 residue and β21 residue from the starting amino acid residue (Ii) Amino acid residues one residue C-terminal from the starting amino acid residue, amino acid residues included in amino acid sequence I, and amino acid residues other than amino acid residues included in amino acid sequence II Amino acid mutation in which one or several amino acid residues selected from the group are deleted (iii) Amino acid sequence I and amino acid sequence in a region consisting of two or more residues from the starting amino acid residue and C-terminal amino acid residues Amino acid mutation in which one or several arbitrary amino acid residues are inserted in a region other than the region consisting of II
請求項1〜6のいずれか1項に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼをコードする遺伝子。   A gene encoding the improved halohydrin epoxidase according to any one of claims 1 to 6. 請求項7記載の遺伝子を含む組換えベクター。   A recombinant vector comprising the gene according to claim 7. 請求項8記載の組換えベクターを宿主に導入して得られる形質転換体又は形質導入体。   A transformant or transductant obtained by introducing the recombinant vector according to claim 8 into a host. 請求項9記載の形質転換体又は形質導入体を培養して得られる培養物。   A culture obtained by culturing the transformant or transductant according to claim 9. 請求項10記載の培養物から採取される改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ。   An improved halohydrin epoxidase collected from the culture of claim 10. 請求項9記載の形質転換体又は形質導入体を培養し、得られる培養物から改良型ハロヒドリンエポキシダーゼを採取することを特徴とする、改良型ハロヒドリンエポキシダーゼの製造方法。   A method for producing an improved halohydrin epoxidase, comprising culturing the transformant or transductant according to claim 9 and collecting the improved halohydrin epoxidase from the resulting culture. 請求項1〜6及び11のいずれか1項に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ及び/又は請求項10記載の培養物を、1,3−ジハロ−2−プロパノールと接触させることによりエピハロヒドリンを生成させることを特徴とする、エピハロヒドリンの製造方法。   Epihalohydrin is obtained by contacting the improved halohydrin epoxidase according to any one of claims 1 to 6 and 11 and / or the culture according to claim 10 with 1,3-dihalo-2-propanol. A method for producing an epihalohydrin, characterized by comprising: 請求項1〜6及び11のいずれか1項に記載の改良型ハロヒドリンエポキシダーゼ及び/又は請求項10記載の培養物を、シアン化合物存在下、1,3−ジハロ−2−プロパノール又はエピハロヒドリンと接触させることにより4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを生成させることを特徴とする、4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法。   The improved halohydrin epoxidase according to any one of claims 1 to 6 and 11, and / or the culture according to claim 10, in the presence of a cyanide compound, 1,3-dihalo-2-propanol or epihalohydrin. A process for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, characterized in that 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is produced by contacting with.
JP2008517262A 2007-03-07 2008-03-07 Improved halohydrin epoxidase Expired - Fee Related JP5226509B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008517262A JP5226509B2 (en) 2007-03-07 2008-03-07 Improved halohydrin epoxidase

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007057854 2007-03-07
JP2007057854 2007-03-07
PCT/JP2008/054192 WO2008108466A1 (en) 2007-03-07 2008-03-07 Improved halohydrin epoxidase
JP2008517262A JP5226509B2 (en) 2007-03-07 2008-03-07 Improved halohydrin epoxidase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008108466A1 true JPWO2008108466A1 (en) 2010-06-17
JP5226509B2 JP5226509B2 (en) 2013-07-03

Family

ID=39738331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008517262A Expired - Fee Related JP5226509B2 (en) 2007-03-07 2008-03-07 Improved halohydrin epoxidase

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8637272B2 (en)
EP (2) EP2130922A4 (en)
JP (1) JP5226509B2 (en)
KR (1) KR101180239B1 (en)
CN (1) CN101636497B (en)
WO (1) WO2008108466A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG172231A1 (en) 2008-12-18 2011-07-28 Codexis Inc Recombinant halohydrin dehalogenase polypeptides
JP2011004738A (en) * 2009-05-28 2011-01-13 Mitsubishi Rayon Co Ltd Improved halohydrin epoxidase
CN104342483B (en) * 2013-07-26 2017-05-24 南京朗恩生物科技有限公司 Rapid screening method for halohydrin dehalogenase
CN110643557B (en) * 2019-04-23 2021-12-31 天津科技大学 Construction of genetic engineering bacteria and application thereof in efficient catalysis of 5 alpha-androstenedione production

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1136945B (en) 1981-03-18 1986-09-03 Anic Spa PROCESS FOR THE PREPARATION OF L-CARNITINA
JP2840722B2 (en) 1989-07-20 1998-12-24 日東化学工業株式会社 Method for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile
US5210031A (en) 1989-07-20 1993-05-11 Nitto Chemical Industry Co., Ltd. Process for the production of R(-)-4-halo-3-hydroxybutyronitrile
JP2840723B2 (en) 1989-07-20 1998-12-24 日東化学工業株式会社 Method for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile
JP3026367B2 (en) * 1991-03-04 2000-03-27 秀明 山田 Method for producing 3-hydroxynitrile compound by a microorganism transformed with a recombinant plasmid having halohydrin epoxidase gene
JP3073037B2 (en) 1991-03-04 2000-08-07 三菱レイヨン株式会社 Recombinant plasmid having halohydrin epoxidase gene and microorganism transformed with the plasmid
JP3168202B2 (en) 1992-02-10 2001-05-21 三菱レイヨン株式会社 Method for producing (R)-(-)-4-halo-3-hydroxybutyronitrile
JP3728045B2 (en) 1997-01-31 2005-12-21 三菱レイヨン株式会社 A novel protein that catalyzes the conversion of halohydrin to optically active diols
JPH10337185A (en) 1997-06-06 1998-12-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd New protein having aspartase activity and genetic dna encoding the same
US7824898B2 (en) * 2003-08-11 2010-11-02 Codexis, Inc. Halohydrin dehalogenases and related polynucleotides
US7588928B2 (en) * 2003-08-11 2009-09-15 Codexis, Inc. Halohydrin dehalogenases and related polynucleotides
US7541171B2 (en) 2003-08-11 2009-06-02 Codexis, Inc. Halohydrin dehalogenases and related polynucleotides
EP2243831A1 (en) 2004-10-15 2010-10-27 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Improved hydroxynitrile lyase
JP4785120B2 (en) * 2005-08-18 2011-10-05 三菱レイヨン株式会社 Transformants of Rhodococcus bacteria with halohydrin epoxidase activity
JP2007057854A (en) 2005-08-24 2007-03-08 Sanyo Electric Co Ltd Image display module and image display device

Also Published As

Publication number Publication date
CN101636497A (en) 2010-01-27
US20100136617A1 (en) 2010-06-03
KR20090119927A (en) 2009-11-20
KR101180239B1 (en) 2012-09-05
CN101636497B (en) 2013-05-22
EP2518152A2 (en) 2012-10-31
EP2130922A1 (en) 2009-12-09
JP5226509B2 (en) 2013-07-03
WO2008108466A1 (en) 2008-09-12
EP2518152A3 (en) 2013-03-06
US8637272B2 (en) 2014-01-28
EP2130922A4 (en) 2010-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4922757B2 (en) Improved nitrile hydratase
JP5069032B2 (en) Improved nitrile hydratase
JP4956193B2 (en) Improved hydroxynitrile lyase
JP5929910B2 (en) Improved nitrile hydratase
JP6741093B2 (en) Improved nitrile hydratase
WO2005106005A1 (en) Process for producing hydroxycarboxylic acid
JP5532618B2 (en) Improved nitrile hydratase and method for producing the same
JP2007124922A (en) 3-quinuclidinone reductase and method for producing (r)-3-quinuclidinol using the same
JP2007043910A (en) Improved nitrile hydratase
JP5226509B2 (en) Improved halohydrin epoxidase
JP4785120B2 (en) Transformants of Rhodococcus bacteria with halohydrin epoxidase activity
JP2008228628A (en) Method for producing nitrile hydratase
JP2009213392A (en) Improved gallic acid synthase and method for producing gallic acid
JP6362158B2 (en) Mutant hydroxynitrile lyase and method for producing the same
JP5132983B2 (en) Method for producing protein-containing solution containing no living cells
JP2011205979A (en) Method for producing recombinant protein
JP2012228221A (en) Improved halohydrin epoxidase
JP2012090537A (en) Improved type halohydrin epoxidase
JP5172201B2 (en) Method for producing protein-containing solution
JP2011004738A (en) Improved halohydrin epoxidase
EP2930244A1 (en) Microorganisms and methods for producing acrylate and other products from homoserine
JP2008278793A (en) Solution composition having halohydrin epoxidase activity

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20101020

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20110117

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121009

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121225

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130131

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130314

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160322

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees